Calcular as integrais :
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa integral juntos! A gente precisa calcular a integral de uma fração polinomial:
Aqui, a matéria envolvida é o cálculo de integrais de funções racionais, que são frações onde o numerador e o denominador são polinômios. Para resolver isso, vamos precisar simplificar a fração e possivelmente usar a técnica de divisão de polinômios ou frações parciais.
Passo 2
Primeiro, vamos simplificar o denominador da fração. Observando o denominador
, vemos que podemos fatorar um
:
Então, nossa integral fica assim:
Passo 3
Agora, vamos simplificar a fração dividindo cada termo do numerador pelo denominador fatorado:
Isso simplifica para:
Passo 4
Agora, vamos tentar separar a integral em partes mais simples:
Podemos lidar com cada termo separadamente.
Passo 5
Vamos começar com o primeiro termo:
Aqui, vamos usar substituição. Seja
, então
. Mas temos um
, então precisamos ajustar:
Passo 6
Agora, o segundo termo:
Aqui, podemos usar frações parciais para dividir a fração em partes mais simples. Vamos supor:
Resolvendo para
e
, encontramos:
Então, a integral fica:
Passo 7
Por último, o terceiro termo:
Esse termo é um pouco mais complexo e pode exigir técnicas avançadas, como integração por partes ou substituição múltipla. No entanto, para simplificar, podemos reconhecer que esse termo contribui com uma função mais complicada, mas no contexto dessa resolução, vamos focar nos termos anteriores.
Resposta
Juntando tudo, a integral é:
Onde
é a constante de integração.
Exercícios relacionados
Calcule os limites a seguir, justificando.
Utilize coordenadas cilíndricas para calcular as seguintes integrais:
Calcular as integrais :