Exercícios Resolvidos de Integrais de Funções Básicas

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Enunciado

Considere a integral indefinida descrita pela função f a seguir

    f ( x )   =   ∫ ( 2 x 4   -   1 x   –   3   x )   d x

Podemos afirmar que o valor da função f calculada para x = 1 é igual a:

  1. f ( 1 )   =     - 10 3
  2. f ( 1 )   =     - 2 3
  3. f ( 1 )   =   2 3
  4. f ( 1 )   =   - 8 3
  5. f ( 1 )   =   8 3

Passo 1

Show, vamos resolver mais essa integral!

Temos isso daqui:

f ( x )   =   ∫ ( 2 x 4   -   1 x   –   3   x )   d x

A primeira coisa que vamos fazer, é separar esse nosso problema em partes menores, da seguinte forma:

f x =   ∫ 2 x 4   d x -   ∫ 1 x   d x   –   ∫ 3 x   d x

Tudo que for constante a gente coloca para fora. Mas atenção! Pra gente colocar o 2 da primeira integral pra fora, não podemos deixar o x 4 sozinho perdido na parte de baixo. Por isso vamos deixar o 1 no lugar desse 2 . Assim:

f x =   2 ∫ 1 x 4   d x -   ∫ 1 x   d x   –   3 ∫ x   d x

Passo 2

Vamos lembrar de umas regrinhas agora:

Pra subir as potências que estão na parte de baixo, jogamos ela pra cima com o expoente negativo:

1 x n = x - n

E as raízes podem ser escrita como potências também fazendo:

x p n = x p n

Shoow! Então a gente pode reescrever nossa integral assim:

f x =   2 ∫ x - 4   d x - ∫ 1 x d x   –   3 ∫ x 1 2   d x

Só não mexemos nesse 1 x ali do meio, porque pra ele a gente tem um valor todo especial.

A integral ∫ 1 x d x = ln ⁡ x .

(a integral ∫ 1 x   d x é tabelada😉)

E para integrar as potências a gente aplicar essa outra regrinha aqui:

∫ x n = x n + 1 n + 1

Passo 3

Então vai ficar:

f x =   2 ∫ x - 4   d x - ∫ 1 x   d x –   3 ∫ x 1 2   d x

f x = 2 x - 4 + 1 - 4 + 1 - ln ⁡ x - 3 x 1 2 + 1 1 2 + 1

pra resolver aquela soma de frações ali no último termo, vamos escrever 1 = 2 2 e aí somamos em cima e repetimos embaixo:

f x = 2 x - 3 - 3 - ln ⁡ x - 3 x 1 2 + 2 2 1 2 + 2 2

f x = - 2 3 x - 3 - ln ⁡ x - 3 x 3 2 3 2

Essa fração 3 2 na parte de não pode ficar aí, então invertemos ela e colocamos na frente multiplicando o 3 x 3 2 .

f x = - 2 3 x - 3 - ln ⁡ x - 2 3 . 3 x 3 2

simplificamos... e jogamos esse x - 3 pra baixo, pra ficar com o expoente positivo:

f x = - 2 3 x 3 - ln ⁡ x - 2 x 3 2

Pronto! Já resolvemos o problema da integral!

Passo 4

Agora como queremos o valor para x = 1 , então vamos substituir ali:

f x = - 2 3 x 3 - ln ⁡ x - 2 x 3 2

f 1 =   - 2 3 1 3 - ln ⁡ 1 - 2 1 3 2

(Lembra que ln ⁡ 1 = 0 )

f 1 =   - 2 3 - 2

Vamos transformar o 2 em uma fração de denominador 3 , multiplicando em cima e embaixo por 3 :

= - 2 3 - 2 3 3

= - 2 3 - 6 3

Agora a gente resolve em cima e repete embaixo...

= - 8 3

Prontinho! A resposta então é a letra D 😉

Resposta

d) f ( 1 )   =   - 8 3