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Integral por substituição ou por partes.

Integral por substituição ou por partes.

Mensagempor Sobreira » Sáb Jul 20, 2013 15:03

Prezados colegas,
Nunca consegui esclarecer perfeitamente quando utilizar, para resolver uma integral, método da substituição ou por partes.
Pelo que já estudei a técnica da substituição seria o inverso da regra da cadeia para derivadas, enquanto que integral por partes seria o inverso da regra do produto.
Mas, por exemplo, na seguinte integral:

\int_{}^{}{x}^{3}cos\left({x}^{4} +2\right)\dxdx

É um produto de funções, mas sinceramente não consigo resolver com a técnica de integração por partes, ao passo de que utilizando integração por substituição fica extremamente simples:

u={x}^{4}+2
\frac{du}{dx}=4{x}^{3}
du=4{x}^{3}dx
dx=\frac{du}{4{x}^{3}}
\frac{1}{4}\int_{}^{}cos u du
\frac{1}{4}sen\left({x}^{4} +2\right)

Sinceramente para mim adotei a seguinte tática: Tento por substituição, se eu ver que não "vai sair nada" parto para a integração por partes.Gostaria de uma resposta definitiva de quando usar um ou outro, e caso alguém consiga resolver esta integral por partes eu ficaria bem feliz.
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Re: Integral por substituição ou por partes.

Mensagempor young_jedi » Sex Jul 26, 2013 20:42

eu não conheço nenhum método de analise da integral que aponte qual método utilizar, o único jeito que sei é fazer como você disse tentar um jeito e se não resultar em nada partir para outra abordagem
young_jedi
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}