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Integral por substituição

Integral por substituição

Mensagempor renan_a » Sáb Jan 12, 2013 12:00

\int_\frac{sin(2x)}{\sqrt[]{1+sin²(x)}}  dx

Pessoal, essa integral não está sendo fácil pra mim.

Tentei chamar u=sin^2(x) , que me dá um du= 2sin(x)cos(x)dx = sin(2x) dx

então \int_ \frac{1}{\sqrt[]{1+u}} du , se v=1+ u , dv= du , logo , \int_ \frac{1}{\sqrt[]{v}} , que resolvendo me resulta em 2 \sqrt[]{1+u} = 2 \sqrt[]{1+ sin^2(x)} + C

porém, o resultado está assim: 2\frac{\sqrt[]{(3-cos(2x)}^1/2}{2} (raiz elevada na um meio) .
Essa resposta está sem simplicação acredito eu, porém o que eu não entendo, é aquela substituição do ( 1+sin^2(x) ) que está dentro da raíz...

Já no Wolfram alpha, a resposta correta é: \sqrt[]{(6-2cos(2x)} + C

Agradeço desde já!
renan_a
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Re: Integral por substituição

Mensagempor renan_a » Sáb Jan 12, 2013 14:58

consegui perceber de onde saiu parte do resultado, ele substituiu sin^2 (x) = 1- cos(2x)/2

me resultou 3/2 - cos(2x)/2 , que fazendo mmc, chego na resposta do wolframalpha , (6-2cos(2x)) , só que minha dúvida é a seguinte:

Eu posso fazer aquele mmc dentro da raiz??

Me desculpem se minha dúvida é tola.
renan_a
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Re: Integral por substituição

Mensagempor e8group » Sáb Jan 12, 2013 15:00

Boa tarde , recomendo que faça \sqrt{sin^2(x) + 1} = \xi .Deste modo ,pela regra da cadeia .Vamos obter ,

\frac{d}{dx}\sqrt{sin^2(x) + 1} = \frac{d}{dx} \xi = \frac{d}{d(sin^2(x)+1)}[{sin^2(x) + 1}]^{1/2}\cdot \frac{d}{dx}(sin^2(x)+1) = \frac{1}{2\sqrt{sin^2(x)+1}} \cdot \frac{d}{d(sin(x))}sin^2(x) \frac{d}{dx}sin(x) = \frac{sin(x)cos(x)}{\sqrt{sin^2(x)+1}}

\implies  d\xi  = \frac{sin(x)cos(x)}{\sqrt{sin^2(x)+1}} dx .

Agora observe que ,

sin(2x)  = 2 sin(x) cos(x) .

Assim prossegue ,

\int \frac{sin(2x)}{\sqrt{sin^2(x)+1}}dx  = \frac{1}{2} \cdot \int d\xi  = \frac{\xi}{2} +c .

Mas , como cos(2x) = cos(x +x) =  cos^2(x) - sin^2(x) = 1-2 sin^2(x)

\implies   \frac{3-cos(2x)}{2}   = sin^2(x)+1 .

Ou seja :

\frac{\xi}{2} +c = \frac{\sqrt{sin^2(x) +1} }{2} +c = \frac{\sqrt{\frac{3-cos(2x)}{2} }}{2} +c .
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Assunto: cálculo de limites
Autor: Hansegon - Seg Ago 25, 2008 11:29

Bom dia.

Preciso de ajuda na solução deste problema, pois só chego ao resultado de 0 sobre 0.
Obrigado

\lim_{x\rightarrow-1} x³ +1/x²-1[/tex]


Assunto: cálculo de limites
Autor: Molina - Seg Ago 25, 2008 13:25

\lim_{x\rightarrow-1} \frac{{x}^{3}+1}{{x}^{2}-1}

Realmente se você jogar o -1 na equação dá 0 sobre 0.
Indeterminações deste tipo você pode resolver por L'Hôpital
que utiliza derivada.
Outro modo é transformar o numerador e/ou denominador
para que não continue dando indeterminado.

Dica: dividir o numerador e o denominador por algum valor é uma forma que normalmente dá certo. :y:

Caso ainda não tenha dado uma :idea:, avisa que eu resolvo.

Bom estudo!


Assunto: cálculo de limites
Autor: Guill - Dom Abr 08, 2012 16:03

\lim_{x\rightarrow-1}\frac{x^3+1}{x^2-1}

\lim_{x\rightarrow-1}\frac{(x+1)(x^2-x+1)}{(x+1)(x-1)}

\lim_{x\rightarrow-1}\frac{(x^2-x+1)}{(x-1)}=\frac{-3}{2}