Exercícios Resolvidos de Substituição Simples

Ver Teoria

Enunciado

Calcule a integral indefinida ∫ x + 1 s e n   ( x + 1 ) ² d x

Passo 1

Vamos lá. Vamos direto ao ponto...

Temos a seguinte integral para resolver

∫ x + 1 s e n   x + 1 2 d x

Mas agora temos um problema... Como resolver essa parada?

Resolvendo pelo método da substituição simples, vamos pegar a parte que parece ser mais complicada, no caso, o x + 1 2 que pode enrolar a gente ali, e vamos fazer as seguintes substituições...

u = x + 1 2

∫ x + 1 sen ⁡ x + 1 2 ⏟ u d x

∫ x + 1 s e n   u   d x

Agora vamos derivar esse u :

d u =   2 x + 1   d x

Repara que aparece na derivada, justamente um pedaço da nossa integral.

Vamos só trocar de lugar o ( x + 1 ) com o sen ⁡ u , que isso vai ficar mais claro:

Para substituir o x + 1 d x precisamos deixar ele sozinho em d u = 2 x + 1 d x . Então vamos jogar o 2 que está multiplicando, para o outro lado dividindo:

x + 1   d x = d u 2

Agora é só substituir na integral:

∫ sen ⁡ u   ( x + 1 ) d x ⏟ d u 2

Então nossa integral fica assim, ó:

∫ s e n   u   d u 2  

Agora fica muito mais fácil integrar.

Colocamos a constante para fora

1 2 ∫ s e n   u   d u  

E lembramos que a integral do seno é menos cosseno, então nossa integral será:

1 2 - cos ⁡ u + C

Agora é só “Re-substituir” o valor de u pra voltarmos pra variável x . Lembrando que u = x + 1 2 , vamos ter o seguinte:

1 2 - cos ⁡ x + 1 2 + C

- cos ⁡ x + 1 2 2 + C

Resposta

- cos ⁡ x + 1 2 2 + C