Beleza, vamos resolver essa integral juntos! A gente tem a integral . Para resolver isso, vamos usar técnicas de integração envolvendo substituição trigonométrica e simplificação de frações. Vamos precisar entender como manipular funções trigonométricas e aplicar identidades trigonométricas básicas.
Passo 2
Primeiro, vamos simplificar a expressão dentro da integral. Observe que temos no numerador e no denominador. Podemos separar a fração assim:
Simplificando o segundo termo:
Então, a integral fica:
Passo 3
Vamos focar na primeira parte: . Para simplificar isso, podemos usar a identidade trigonométrica:
1 + cos x = 2 cos^2 ( x2 )
E também sabemos que:
Substituindo essas identidades na primeira parte:
Passo 4
Agora, vamos fazer uma substituição para facilitar a integração. Vamos definir:
t = tan ( x2 )
Então, temos:
dt = 12 sec^2 ( x2 ) dx
E também:
Com essa substituição, nossa integral vai ficar em termos de sen x = 2t1 + t^2, cos x = 1 - t^21 + t^2 , o que geralmente simplifica o cálculo.
Passo 5
Aplicando a substituição I = integral ( 14 cdot 2t1 + t^2 cdot ( 1 - t^21 + t^2 )^3 + 12 cos^2 ( x2 ) ) cdot 21 + t^2 dt , reescrevemos a integral:
Simplificando isso fica um pouco trabalhoso, mas após simplificar os termos, conseguimos integrar em relação a .
Passo 6
Depois de simplificar e realizar as integrações necessárias, chegamos à expressão:
I = 12 ln | tan ( x2 ) | + tan ( x2 ) + 14 tan^2 ( x2 ) + C
Onde é a constante de integração.
Resposta
Portanto, a integral é:
I = 12 ln | tan ( x2 ) | + tan ( x2 ) + 14 tan^2 ( x2 ) + C