Enunciado

Use a Parte 2 do Teorema Fundamental do Cálculo para calcular a integral, ou explique por que ela não existe.

∫ s e n x 1 - s e n 2 x d x

Passo 1

A integral que ele nos pede para calcular é a seguinte:

I = ∫ s e n x 1 - s e n 2 x d x

O Teorema Fundamental do Cálculo nos diz que:

∫ f x d x = F x + C

Onde F x é uma primitiva da função f ( x ) , isso é:

F ' x = f x

Dessa forma, devemos encontrar qual função quando derivada resulta em:

f x = s e n x 1 - s e n 2 x

Passo 2

Lá da trigonometria a gente sabe o seguinte:

s e n 2 x + cos 2 ⁡ x = 1

Logo,

1 - s e n 2 x = cos 2 ⁡ ( x )

Substituindo na nossa integral:

I = ∫ s e n x cos 2 ⁡ x d x

Mas podemos quebrar esse cos 2 ⁡ ( x )   em cos ⁡ x ⋅ cos ⁡ x :

I = ∫ s e n x cos ⁡ x ⋅ cos ⁡ x d x

Assim,

I = ∫ t g x sec ⁡ x d x

Passo 3

Nesse caso, temos que lembrar do seguinte, a derivada da secante é a tangente vezes a secante:

sec ⁡ x ' = t g   x sec ⁡ x

Vou te provar isso, derivando aqui rapidamente a secante:

sec ⁡ x ' = 1 cos ⁡ x '

Aplicando a regra do quociente:

= 1 ' cos ⁡ x - 1 cos ⁡ x ' cos 2 ⁡ x

= 0 cos ⁡ x - 1 - sen ⁡ x cos 2 ⁡ x

= sen ⁡ x cos 2 ⁡ x

Organizando isso aí:

= 1 cos ⁡ x sen ⁡ x cos ⁡ x

Então,

sec ⁡ x ' = sec ⁡ x   t g x

Ou seja, a primitiva de t g x sec ⁡ ( x ) é sec ⁡ ( x ) .

Assim vamos ter que

  I = ∫ t g x sec ⁡ x d x = sec ⁡ x + C

Resposta

s e c ( x ) + C

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

45-48. Esboce a regra descrita e encontre sua área.45. A região abaixo da curva y = x 2 + 1 e acima do intervalo 0 ,3 .
74. Texto. Escreva um parágrafo curto descrevendo as várias maneiras pelas quais a integração e a derivação podem ser vistas como processos inversos. (Discuta ambas as integrais, definidas e indefinid
73- Prove o Teorema do Valor Médio para Integrais (Teorema 5.6.2) aplicando o Teorema do Valor Médio (4.8.2) a uma antiderivada de F de f .
71-72. Calcule cada limite interpretando-o como uma soma de Riemann em que os intervalos são divididos em n subintervalos de igual comprimento.72. lim n → ∞ ⁡ ∑ x = 1 ∞ n n 2 + x 2 no intervalo 0 ,1 .
69-a)Suponha que um reservatório forneça a água para um parque industrial a uma taxa constante de r = 4 galões por minuto entre 8h30min e 9h da manhã. Quanta água o reservatório fornecerá durante esse