Enunciado

Utilize a integração, o teste da comparação direta ou o teste da comparação no limite para testar a integral quanto à convergência. Se mais de um método puder ser aplicado, use o de sua preferência.

∫ 0 2 d x 1 - x 2  

Passo 1

Vamos dividir essa integral em duas:

∫ 0 1 d x 1 - x 2   +   ∫ 1 2 d x 1 - x 2  

Veja que podemos resolver uma delas e concluir que ambas tem a mesma convergência.

Calculemos ∫ 0 1 d x 1 - x 2   então.

Passo 2

Vamos usar a propriedade que diz:

∫ 1 x 2 - a 2 d x = 1 2 a ln ⁡ x - a x + a  

Então, chegamos a:

∫ 0 1 d x 1 - x 2   = 1 2 ln ⁡ 1 + x 1 - x 1 0  

Vamos aplicar o limite nessa função então:

lim b → 1 -   ⁡ 1 2 ln ⁡ 1 + x 1 - x b 0 = 1 2   ln ⁡ 1 + b 1 - b - 1 2 ( ln ⁡ 1 )   =   l i m b → 1 - 1 2   ln ⁡ 1 + b 1 - b - 0 = ∞

Vemos então que a função diverge, logo, a inicial também diverge.

Resposta

∫ 0 2 d x 1 - x 2   diverge.

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