Sendo D a região plana delimitada pelas curvas dadas pela equação y = 0 x = π 4 e y = x , calcule

∬ D x cos ⁡ y x   d A

Passo 1

Opa, aqui temos uma região descrita pela seguinte integral:

∬ D x cos ⁡ y x   d A

Ela é delimitada por:

y = 0

x = π 4

y = x

Pra facilitar a vida da gente, é legal a gente começar entendendo que região é essa que estamos trabalhando.

Bom, só com isso a gente já tá com um bom caminho andando! Agora vamos descrever essa região que a gente tá vendo. Se você for observador, nosso x varia de zero até π 4 , e nosso y varia de zero até a função que está em cima, que é y = x . Show, então vamos escrever isso na integral.

∫ 0 π 4 ∫ 0 x x cos ⁡ y x   d y d x

Passo 2

Agora vamos resolver essa integral! Começando pela integral de dentro:

∫ 0 x x cos ⁡ y x   d y

Aqui o x é uma constante! Vamos usar a substituição:

u = y x

d u d y = x

d y = d u x

Substituindo:

��� 0 x cos ⁡ u   d u

Agora precisamos adequar o limite de integração, começando pelo limite superior e depois o inferior:

u = y x → x x = x

u = 0 x = 0

Então temos:

∫ 0 x cos ⁡ u   d u = s i n   u 0 x

= sin ⁡ x - sin ⁡ 0 = sin ⁡ x

Ficamos então com:

∫ 0 x x cos ⁡ y x   d y = sin ⁡ x

Passo 3

Agora vamos para a integral de fora:

∫ 0 π 4 ∫ 0 x x cos ⁡ y x   d y d x = ∫ 0 π 4 sin ⁡ x   d x

Integrando:

∫ 0 π 4 sin ⁡ x   d x = - cos  ⁡ x 0 π 4

= - cos ⁡ π 4 - - cos ⁡ 0

= - 1 2   + 1

Então:

∫ 0 π 4 ∫ 0 x x cos ⁡ y x   d y d x = - 1 2   + 1

Prontinho!

Resposta

∫ 0 π 4 ∫ 0 x x cos ⁡ y x   d y d x = - 1 2   + 1

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Calcule as integrais iteradas. ∫ 0 1 ∫ 0 x 2 ( x + 2 y ) d y d x