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01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 1/36 MINICURSO 3 FUNÇÕES PRIMITIVAS UNIDADE 4 REVISÃO E AUTOAVALIAÇÃO Slide 4 de 4 Resolva as seguintes integrais: Marque as alternativas que você considera verdadeiras (considerando e constantes): I. ∫ cos x dxsen x− −−−−√3 II. ∫ sen(5β − π)dβ III. ∫ dxln x2 x IV . ∫ dy −4y+4y2 V . ∫ ( + dxecx e2cx)2 V I. ∫ se (5y + 2)dyc2 V II. ∫ da a ln a V III. ∫ dθcos θ 3−sen θ c k A resposta do item é Va I ⋅ + c34 sen4 − −−−√3 F A resposta do item é Vb II cos(5β − π) + c15 F A resposta do item é Vc III + cln x4r QUESTÃO 1 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 2/36 F A resposta do item é Vd IV − + c1y−2 F A resposta do item é Ve V [ + + ] + k1c 12 e2cx 23 e3cx 14 e4cx F A resposta do item é Vf V I tg(5y + 2) + c15 F A resposta do item é Vg V II ln|ln a| + c F A resposta do item é Vh V III −ln|3 − sen θ| + c F Resolução - Questão 1 Todas as integrais resolveremos pelo método da substituição… Seja Logo, Substituindo na integral, temos: I. ∫ cos x dxsen x − −−−−√3 u = sen x. du = cos x dx. ∫ cos x dx = ∫ dusen x − −−−−√3 u −−√3 = ∫ duu 13 = u +1 1 3 + 1 13 = 3 4 u 4 3 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 3/36 Seja Logo, Observação: é constante. Por fim, Seja Isso implica que Ainda, seja Pela regra da cadeia, e , assim, Outra forma de escrever é Logo, = + c 3 4 u4 −−−√3 = + c 3 4 se x n4 − −−−−−√3 II. ∫ sen(5β − π)dβ u = 5β − π. du = 5 dβ ⟹ = dβ du 5 π ∫ sen(5β − π) dβ = ∫ sen(u) du 5 = ∫ sen(u) du1 5 = ⋅ ( − cos(u)) + c 1 5 = − ⋅ cos(5β − π) + c 1 5 III. ∫ dxln x 2 x u = . x2 = 2x. u′ v = ln( ). x2 v = ln(u) = l (u) ⋅ :v′ n′ u′ = ⋅ ⟹ = ⋅ 2 ⟹ = 2 ⋅ ⟹ =v′ 1 u u′ v′ 1 x 2 x v′ 1 x v′ 2 1 x = dx dv 2 1 x 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 4/36 Observe que Portanto, podemos escrever que Seja Então, ∫ dx = ∫ ln( ) ⋅ dx ln( ) x 2 x x2 1 x = ∫ v ⋅ dv 2 = ∫ v dv1 2 = ⋅ + c 1 2 v2 2 = + c v2 4 = + c ( ln( ) x2 ) 2 4 IV. ∫ dy − 4y + 4 y2 − 4y + 4 = (y − 2 .y2 )2 ∫ = ∫dy − 4y + 4y2 dy (y − 2 )2 = ∫ dy1 (y − 2 )2 = ∫ (y − 2 dy)−2 u = y − 2. du = dy : ∫ (y − 2 dy = ∫ (u du)−2 )−2 = + c u−2+1 − 2 + 1 = − + c 1 u 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 5/36 Para resolver esse item, você deve saber das seguintes propriedades de potência/produto notável: Agora, considere Como é constante, Ou seja, Assim, Nessa parte, devemos nos lembrar que se então (que é o mesmo que ). Portanto, sejam respectivamente: e Logo, e Substituindo em temos: = − + c 1 y − 2 V. ∫ ( + dxecx e2cx) 2 1. ( =ab)c ab⋅c 2. ⋅ =am an am+n 3. (a + b = + 2ab +)2 a2 b2 u = cx. c du = c dx. = dx. du c ∫ ( + dx = ∫ ( + ecx e2cx) 2 eu e2u) 2 du c = ∫ ( + du 1 c eu e2u) 2 = ∫ [ ( + 2 + ( ] du 1 c eu)2 eue2u e2u)2 = ∫ [ + 2 + ] du 1 c e2u e3u e4u = [ ∫ du + ∫ 2 du + ∫ du ] (∗) 1 c e2u e3u e4u v = au, a ∈ R, dv = a da = dadv a r = 2u, s = 3u t = 4u. = du; = du dr 2 ds 3 = du dt 4 (∗), 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 6/36 Seja Isso implica que ou seja, Portanto, Seja Dessa forma, Por fim, ∫ ( + dx = [ ∫ du + ∫ 2 du + ∫ du ] (∗)ecx e2cx) 2 1 c e2u e3u e4u = [ ∫ dr + ∫ 2 ds + ∫ dt ] 1 c er 2 es 3 et 4 = [ + + ] 1 c er 2 es 3 et 4 = [ + + ] 1 c e2u 2 e3u 3 e4u 4 = [ + + ] 1 c e2cx 2 e3cx 3 e4cx 4 VI. ∫ se (5y + 2) dyc2 u = 5y + 2. du = 5 dy, = dy. du 5 ∫ se (5y + 2) dy = ∫ se (u) c2 c2 du 5 = ∫ se (u) du 1 5 c2 = tg(u) + c 1 5 = tg(5y + 2) + c 1 5 VII. ∫ da a ln(a) u = ln(a). du = da. 1 a 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 7/36 Seja Assim, Por fim, ∫ = ∫ ⋅ ⋅ dada a ln(a) 1 a 1 ln(a) = ∫ ⋅ ⋅ da1 ln(a) 1 a = ∫ du1 u = ln| u | + c = ln ln(a) + c∣∣ ∣∣ VIII. ∫ dθcos θ 3 − sen θ u = 3 − sen(θ). du = −cos(θ) dθ. ∫ dθ = ∫ cos θ 3 − sen θ − du u = ∫ − du u = −ln| u | + c = −ln| 3 − sen(θ) | + c Resolva as seguintes integrais: I. ∫ x ln x dx II. ∫ x sen x dx III. ∫ x co x dxs2 QUESTÃO 2 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 8/36 Dica 1: Dica 2: Dica 3: A alternativa que apresenta a resposta correta para cada item é: IV . ∫ x se x dxn2 V . ∫ cos(2x) dxe−x cos(a + b) = cos a cos b − sen a sen b cos(a + a) = cos (2a) = co a − se as2 n2 co a + se a = 1 ⇒ co a − 1 = −se as2 n2 s2 n2 a I. ∫ x ln x dx = 2 (ln x − ) + cx2 12 II. ∫ x sen x dx = x cos x − sen x + c III. ∫ x co x dx = − + + cs2 x sen(2x)2 x2 2 cos(2x) 4 IV . ∫ x se x dx = + − + + cn2 x22 x sen(2x) 4 x2 4 cos(2x) 8 V . ∫ cos(2x)dx = + ce−x − cos(2x)+2 sen(2x)e −x e−x 4 b I. ∫ x ln x dx = (ln x) + cx22 II. ∫ x sen x dx = x cos x − sen x + c III. ∫ x co x dx = + − + + cs2 x2 x sen(2x)2 x2 2 cos(2x) 4 IV . ∫ x se x dx = − − − + cn2 x22 x sen(2x) 4 x2 4 cos(2x) 8 V . ∫ cos(2x) dx = + ce−x − cos(2x)+2 sen(2x)e −x e−x 5 c I. ∫ x ln x dx = (ln x − ) + cx22 12 II. ∫ x sen x dx = −x cos x + sen x + c III. ∫ x co x dx = + + ] + cs2 x2 4 x sen(2x) 4 cos(2x) 8 IV . ∫ x se x dx = − − − + cn2 x22 x sen(2x) 4 x2 4 cos(2x) 8 V . ∫ cos(2x)dx = + ce−x − cos(2x)+2 sen(2x)e −x e−x 5 d I. ∫ x ln x dx = (ln x − ) + cx22 12 II. ∫ x sen x dx = x cos x + sen x + c III. ∫ x co x dx = + − + ] + cs2 x2 x sen(2x)2 x2 2 cos(2x) 4 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 9/36 IV . ∫ x se x dx = + + + + cn2 x22 x sen(2x) 4 x2 4 cos(2x) 8 V . ∫ cos(2x) dx = + ce−x − cos(2x)+2 sen(2x)e −x e−x 5 Nenhuma das alternativas anteriorese Resolução - Questão 2 Vamos resolver esses itens por meio da técnica de integrais por partes. Lembre-se que quando temos uma função do tipo então A função nós derivamos para descobrir enquanto que a função nós integramos para descorbir Ainda, temos "uma ordem prioritária" ao escolher nossa função a saber: Vamos aos itens... Pela nossa "ordem prioritária", vamos escolher a função e Logo: Pela técnica da integração por partes temos que: f(x) = u(x) ⋅ dv, ∫ u ⋅ dv = u ⋅ v − ∫ v ⋅ du (∗) u du, dv v. u, I. ∫ x ln x dx u = ln x dv = x dx. ∫ x ln x dx = ∫ ln(x) x dx = ∫ u ⋅ dv (∗), ∫ x ln x dx = u ⋅ v − ∫ v ⋅ du 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 10/36 Integrando por partes: Cada uma dessas funções deve representar ou pois para utilizarmos a regra da integral por partes, temos que ter uma função do tipo Pensando nisso e de acordo com nossas "funções prioridades" para a função escolheremos e Dessa forma, pelo nosso esquema, temos: ∫ x ln x dx = ⋅ ln x − ∫ ⋅ dxx 2 2 x 2 2 1 x = ln x− ∫ x dxx 2 2 1 2 = ln x − ⋅ x2 2 1 2 x2 2 = ln x − x2 2 x2 4 = (ln x − ) + c x2 2 1 2 II. ∫ x sen x dx u dv, u ⋅ dv. u, u = x dv = sen x dx : ∫ x sen x dx = ∫ u ⋅ dv = u ⋅ v − ∫ v ⋅ du = x(−cos x) − ∫ (−cos x) dx 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 11/36 Pelas dicas dadas no enunciado, podemos concluir que Dessa forma, = −x cos(x) + ∫ cos(x) dx = −x cos(x) + sen(x) + c III. ∫ x co x dxs2 Por 2: cos(2a) = co (a) − se (a) ⟹ cos(2a) − co (a) = −se (a)s2 n2 s2 n2 Por 3: co (a) − 1 = −se (a)s2 n2 Por 2 e 3: − se (a) = −se (a)n2 n2 cos(2a) − co (a) = co (a) − 1s2 s2 cos(2a) + 1 = co (a) + co (a)s2 s2 cos(2a) + 1 = 2 ⋅ co (a)s2 = co (a) cos(2a) + 1 2 s2 ∫ x co x dx = ∫ x ( ) dxs2 cos(2x) + 1 2 = ∫ x ( 1 + cos(2x) ) dx1 2 = ∫ [ x + x cos(2x) ] dx1 2 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 12/36 Vamos resolver essas duas integrais separadamente... Em usamos a mesma técnica para resolver substituindo por uma outra variável. Voltando à = [ ∫ x dx + ∫ x cos(2x) dx] (∗∗)1 2 ∫ x dx = x 2 2 ∫ x cos(2x) dx Seja e Assim, e . u = x dv = cos(2x) dx. du = dx v = ∫ dv v = ∫ cos(2x) dx Seja Logo, ou seja, . Portanto, Ainda, a = 2x. da = 2 dx, = dx da 2 ∫ cos(2x) dx = ∫ cos(a) = sen(a) = sen(2x)da 2 1 2 1 2 v = sen(2x) 1 2 ∫ u ⋅ dv = u ⋅ v − ∫ v ⋅ du ∫ x cos(2x) dx = x sen(2x) − ∫ sen(2x) dx1 2 1 2 ∫ x cos(2x) dx = x sen(2x) − ( − cos(2x)) (∗ ∗ ∗)1 2 1 4 ∫ x cos(2x) dx = + x sen(2x) 2 cos(2x) 4 (∗ ∗ ∗), ∫ sen(2x) dx : 1 2 2x (∗∗) : ∫ x co x dx = [ ∫ x dx + ∫ x cos(2x) dx] (∗∗)s2 1 2 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 13/36 Usando as dicas, você pode chegar à conclusão (assim como no item anterior) que: Assim, Seja e Portanto, = [ + + ]1 2 x2 2 x sen(2x) 2 cos(2x) 4 = + + x2 4 x sen(2x) 4 cos(2x) 8 IV. ∫ x se x dxn2 se (a) = .n2 1 − cos(2a) 2 ∫ x se x dx = ∫ x( ) dxn2 1 − cos(2x) 2 = ∫ x[ 1 − cos(2x) ] dx1 2 u = x dv = 1 − cos(2x) dx ∫ u ⋅ dv = u ⋅ v − ∫ v ⋅ du ∫ x se x dx = ∫ x[ 1 − cos(2x) ]n2 1 2 = [ x(x − sen(2x) ) − ∫ x − sen(2x) dx ]1 2 1 2 1 2 = [ − − ∫ x dx + ∫ sen(2x) dx ]1 2 x2 x sen(2x) 2 1 2 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 14/36 Seja e Então: Seja agora e Portanto, = [ − − + ( cos(2x) ) ]1 2 x2 x sen(2x) 2 x2 2 1 2 −1 2 = [ − − − cos(2x) ]1 2 x2 x sen(2x) 2 x2 2 1 4 = − − − + c x2 2 x sen(2x) 4 x2 4 cos(2x) 8 V. ∫ cos(2x) dxe−x u = cos(2x) dv = dxe−x ∫ u ⋅ dv = u ⋅ v − ∫ v ⋅ du ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) − ∫ − ( − 2sen(2x) ) dxe−x e−x e−x ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) − ∫ 2sen(2x) dx (∗)e−x e−x e−x = 2sen(2x) u1 d = dx :v1 e−x ∫ 2sen(2x) dx = −2 sen(2x) − ∫ ( − ) ⋅ 4cos(2x) dxe−x e−x e−x 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 15/36 Voltando à ∫ 2sen(2x) dx = −2 sen(2x) + 4 ∫ cos(2x) dxe−x e−x e−x (∗), ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) − ∫ 2sen(2x) dx (∗)e−x e−x e−x ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) − [ − 2 sen(2x) + 4 ∫ cos(2x) dx]e−x e−x e−x e−x ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) + 2 sen(2x) − 4 ∫ cos(2x) dxe−x e−x e−x e−x ∫ cos(2x) dx + 4 ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) + 2 sen(2x)e−x e−x e−x e−x 5 ∫ cos(2x) dx = − cos(2x) + 2 sen(2x)e−x e−x e−x ∫ cos(2x) dx = + ce−x − cos(2x) + 2 sen(2x)e −x e−x 5 Uma função tem derivada de segunda ordem . O gráfico da função contém os pontos ( , ) e ( , ) e, além disso, a reta tangente a no ponto ( , ) tem equação . Sabendo essas informações, encontre: A lei de formação da função ; A equação da reta tangente ao gráfico de no ponto ( , ). A alternativa que representa corretamente as respostas para I e II é: (x) = 36 + 4f ′′ x2 f(x) 1 7 −1 5 f(x) 1 7 −17x + y + 10 = 0 I. f(x) II. f(x) −1 5 a I. f(x) = 3 + 2x4 x2 II. y = 16x + 21 b I. f(x) = 12 + 4xx3 QUESTÃO 3 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 16/36 II. y = −16x − 21 c I. f(x) = 12 + 4x + 1x3 II. y = 5(3x − 2) d I. f(x) = 3 + 2 + x + 1x4 x2 II. y = −5(3x + 2) Nenhuma das alternativas anteriorese Resolução - Questão 3 Para descobrir a função precisamos integrar as funções até chegar na primeira. Ou seja, Além disso, é dado pelo enunciado que a reta tangente a no ponto tem equação . Ou seja, a equação é que representa uma reta com coeficiente angular - taxa de variação - igual a Isso quer dizer que nesse ponto, a derivada é igual a Outra informação é que se os pontos e pertencem ao gráfico de então e Encontrando as função f(x), f(x) = ∫ (x) dxf ′ (x) = ∫ (x) dxf ′ f ′′ f(x) (1, 7) − 17x + y + 10 = 0 y = 17x − 10, 17. 17 : (1) = 17.f ′ (1, 7) (−1, 5) f(x), f(1) = 7 f(−1) = 5. (x) …f ′ (x) = ∫ (x) dxf ′ f ′′ (x) = ∫ [ 36 + 4 ] dxf ′ x2 (x) = + 4x + kf ′ 36x3 3 (x) = 12 + 4x + kf ′ x3 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 17/36 Encontrando as função Substituindo a informação que em Agora que já sabemos o valor de podemos descobrir o valor de - lembrando que : f(x) … f(x) = ∫ (x) dxf ′ f(x) = ∫ [ 12 + 4x + k ] dxx3 f(x) = + + kx + c 12x4 4 4x2 2 f(x) = 3 + 2 + kx + cx4 x2 (1) = 17, f ′ (x) :f ′ (x) = 12 + 4x + kf ′ x3 (1) = 12 ⋅ + 4 ⋅ 1 + kf ′ 13 17 = 12 + 4 + k 17 − 16 = k 1 = k k, c f(1) = 7 f(x) = 3 + 2 + kx + cx4 x2 f(x) = 3 + 2 + x + cx4 x2 f(1) = 3 ⋅ + 2 ⋅ + 1 + c14 12 7 = 3 + 2 + 1 + c 7 − 6 = c 1 = c 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 18/36 Agora sabemos a lei da função: Vamos descobrir a equação da reta tangente ao gráfico de no ponto … A derivada da função - taxa de variação da reta tangente - nesse ponto será : Substituiremos esse valor na equação geral da reta onde é um ponto dado pertencente à reta, enquanto que é a taxa de variação: Portanto, a equação da reta tangente ao gráfico no ponto é . f(x) = 3 + 2 + x + 1x4 x2 f(x) (−1, 5) (−1)f ′ (x) = 12 + 4x + kf ′ x3 (x) = 12 + 4x + 1f ′ x3 (−1) = 12(−1 + 4(−1) + 1f ′ )3 (−1) = −15f ′ y − = m(x − ), y0 x0 ( , ) x0 y0 m y − = m(x − )y0 x0 y − 5 = −15(x − (−1)) y = −15(x + 1) + 5 y = −15x − 15 + 5 y = −15x − 10 f(x) (−1, 5) y = −15x − 10 Qual a área entre as funções e f(x) = x−−√ g(x) = x2 a π 2 QUESTÃO 4 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 19/36 b 1 3 c 3 10 d − 3 10 e 3 Resolução - Questão 4 Precisamos primeiramente, encontrar os pontos de intersecção entre as duas funções ou seja, os pontos em que suas imagens são iguais: Essa equação é verdadeira quando e/ou ou seja, quando Portanto, os pontos que as funções se encontram é onde a coordenada vale ou O intervalo de integração é ( f(x) = ; g(x) = ), x −−√ x2 f(x) = g(x) =x −−√ x2 ( = (x −−√ ) 2 x2)2 x = x4 0 = − xx4 0 = x( − 1)x3 x = 0 ( − 1) = 0, x3 = 1. x3 x 0 1. [0, 1] : 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 20/36 Observe ainda, que nesse intervalo, a funçãoestá por cima da função Assim, a área será dada por: f(x) = x −−√ g(x) = . x2 [ − ] dx = [ − ] dx∫ 1 0 x −−√ x2 ∫ 1 0 x 1 2 x2 = [ − x +11 2 + 1 12 x3 3 ] 1 0 = [ − 2 3 x3 −−−√ x3 3 ] 1 0 = ( − ) − ( − )2 3 13 −−−√ 1 3 2 3 03 −−−√ 0 3 = − 2 3 1 3 = 1 3 QUESTÃO 5 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 21/36 Qual a área entre as funções e ? Considere h(x) = sen(3x) p(x) = 0 0 ≤ x ≤ π3 a 2 3 b π 4 c 1 3 d 3π 2 e − 1 3 Resolução - Questão 5 O exercício já nos forneceu os intervalos de integração a saber, . Por isso vamos analisar os gráficos das funções e (essa função é constante, ou seja, independente do valor de será igual a zero): ( = 1, 047)π3 h(x) = sen(3x) p(x) = 0 x, y 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 22/36 Dessa forma, a área será: Seja Assim, ou seja, Dessa forma, quando então Já quando então Isso significa que nosso intervalo será de à A = sen(3x) dx∫ π 3 0 u = 3x. du = 3 dx, = dx du 3 x = 0, u = 3 ⋅ 0 = 0. x = , π3 u = 3 ⋅ = π. π3 0 π : A = sen(3x) dx∫ π 3 0 A = sen(u) ∫ π 0 du 3 A = sen(u) du 1 3 ∫ π 0 A = − [ cos(u) 1 3 ]π 0 A = − [ cos(π) − cos(0) ] 1 3 A = − [ − 1 − (1) ] 1 3 A = 2 3 Encontre o volume do sólido obtido pela rotação da região delimitada por , e em torno do eixo . y = x3 y = 8 x = 0 y a V = π 4 b V = 9π 5 QUESTÃO 6 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 23/36 c V = 93π 2 d V = 0 Nenhuma das alternativas anteriorese Resolução - Questão 6 Vamos encontrar o intervalo de integração - os pontos em as funções são iguais… Seja e Assim, quando: Ora, sabemos que Assim, quando Ainda, a reta é o eixo Como a superfície será rotacionada em torno do eixo precisamos colocar todas as funções de tal forma que seja a variável: Podemos construir o gráfico: f(x) = x3 g(x) = 8. f(x) = g(x) = 8x3 = 8. 23 f(x) = g(x) x = 2. x = 0 y. y, y y = x3 = xy −−√3 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 24/36 O sólido gerado pela rotação é: 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 25/36 Portanto, o seu volume será: V = π[ R(y) dy∫ d c ] 2 V = π[ dy∫ 8 0 y −−√3 ] 2 V = π[ dy∫ 8 0 y 1 3 ] 2 V = π dy∫ 8 0 y 2 3 V = π[ y +12 3 + 1 2 3 ] 8 0 V = π ⋅ [3 5 y5 −−−√3 ] 8 0 V = π ⋅ [ − ]3 5 85 −−−√3 05 −−−√3 V = π ⋅ ⋅ 3 5 ( 23 )5 − −−−− √3 V = π ⋅ ⋅ 3 5 215 −−−√3 V = π ⋅ ⋅ 3 5 2 15 3 V = π ⋅ ⋅ 3 5 25 V = π ⋅ ⋅ 32 = 3 5 96π 5 A região , delimitada pelas curvas e , é girada ao redor do eixo . Qual é o volume do sólido resultante? R y = x y = x2 x a V = 2π 15 QUESTÃO 7 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 26/36 b V = π 5 c V = π 3 d V = π 5 Resolução - Questão 7 Primeiramente vamos encontrar os pontos de interseção entre as funções e para assim, determinar o intervalo de integração… quando: Essa igualdade é verdadeira quando ou quando Portanto, nosso intervalo de integração será de a Vamos desenhar o gráfico: f(x) = x g(x) = , x2 f(x) = g(x) x = x2 0 = − xx2 0 = x(x − 1) x = 0 x = 1. 0 1. 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 27/36 Ao rotacionar essa região - em torno do eixo - serão formadas arruelas. Por isso, vamos utilizar a seguinte fórmula do volume: Portanto, o volume será: x V = π ([R(x) − [r(x) ) dx∫ b a ] 2 ] 2 é o raio externo - que está "mais distante" do eixo de rotação. Assim, R(x) R(x) = x. é o raio interno - que está "mais próximo" do eixo de rotação. Assim, r(x) r(x) = . x2 V = π ([x − [ ) dx∫ 0 1 ]2 x2] 2 V = π ( − ) dx∫ 0 1 x2 x4 V = π[ −x 3 3 x5 5 ] 0 1 V = π[ − − ( − ) ]1 3 3 15 5 03 3 05 5 V = π[ − ]1 3 1 5 V = π[ − ] 1 ⋅ 5 3 ⋅ 5 1 ⋅ 3 5 ⋅ 3 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 28/36 V = π[ − ]5 15 3 15 V = 2π 15 Encontre o volume do sólido obtido pela rotação da região da questão anterior em torno da reta .R y = 2 a V = 5π 3 b V = 8π 15 c V = π 3 d V = − 22π 15 Resolução - Questão 8 O intervalo de integração é dado pelos pontos onde as duas funções e são iguais. Ou seja, quando (f(x) = x g(x) = ) x2 x = x2 0 = − xx2 0 = x(x − 1) QUESTÃO 8 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 29/36 Observe que agora o sólido será diferente, já que mudou o eixo de rotação: Dessa forma, as arruelas também terão formas diferentes: 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 30/36 Podemos então calcular o volume: é o raio externo - que está "mais distante" do eixo de rotação. Assim, R(x) R(x) = 2 − . x2 é o raio interno - que está "mais próximo" do eixo de rotação. Assim, r(x) r(x) = 2 − x. V = π ([R(x) − [r(x) ) dx∫ b a ] 2 ] 2 V = π ([2 − − [2 − x ) dx∫ 1 0 x2]2 ] 2 V = π ([4 − 4 + ] − [4 − 4x + ]) dx∫ 1 0 x2 x4 x2 V = π [4 − 4 + − 4 + 4x − ] dx∫ 1 0 x2 x4 x2 V = π [ − 5 + + 4x] dx∫ 1 0 x2 x4 V = π[ − 5 ⋅ + + 4 ⋅x 3 3 x5 5 x2 2 ] 1 0 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 31/36 V = π[ − 5 ⋅ + + 2x 3 3 x5 5 x2] 1 0 V = π[ − 5 ⋅ + + 2 ⋅ − ( − 5 ⋅ + + 2 ⋅ )]1 3 3 15 5 12 03 3 05 5 02 V = π[ − + + 2 − 0]5 3 1 5 V = π[ − + + 2 ⋅ ] 5 ⋅ 5 3 ⋅ 5 1 ⋅ 3 5 ⋅ 3 15 15 V = π[ − + + ]25 15 3 15 30 15 V = 8π 15 Determine o volume do sólido formado pela rotação, em torno do eixo , da região delimitada pelo gráfico de e pelo eixo . x f(x) = − + xx2 x a V = 2π b V = 0 c V = π 30 d V = π 2 Resolução- Questão 9 QUESTÃO 9 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 32/36 Como só temos uma função e o eixo de rotação, vamos descobrir o intervalo de integração que é determinado pelas raízes de ou seja, onde essa função corta o eixo (onde ): Podemos ver que as raízes são e (que zera ). Portanto, nosso intervalo de integração é de a Veja no gráfico abaixo: Agora veja como é o sólido de revolução: Dessa forma, o volume será dado por: f(x) = − + x, x2 x y = 0 f(x) = − + xx2 0 = − + xx2 0 = x(1 − x) x = 0 x = 1 1 − x 0 1. V = π[R(x) dx∫ b a ] 2 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 33/36 V = π [R(x) dx∫ b a ] 2 V = π [ − + x dx∫ 1 0 x2 ] 2 V = π [ ( − + 2( − )x + (x ] dx∫ 1 0 x2)2 x2 )2 V = π [ − 2 + ] dx∫ 1 0 x4 x3 x2 V = π[ − 2 + x 5 5 x4 4 x3 3 ] 1 0 V = π[ − + x 5 5 x4 2 x3 3 ] 1 0 V = π[ − + − ( − + ) ]1 5 5 14 2 13 3 05 5 04 2 03 3 V = π[ − + − 0 ]1 5 1 2 1 3 V = π[ − + ] 1 ⋅ 2 ⋅ 3 5 ⋅ 2 ⋅ 3 1 ⋅ 5 ⋅ 3 2 ⋅ 5 ⋅ 3 1 ⋅ 5 ⋅ 2 3 ⋅ 5 ⋅ 2 V = π[ − + ]6 30 15 30 10 30 V = π 30 Calcule o volume do sólido gerado pela revolução, em torno do eixo , da região delimitada pelos gráficos de e . x g(x) = 25 − x2 − −−−−−√ h(x) = 3 QUESTÃO 10 DE 10 01/11/2021 23:07 Matemática- Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 34/36 a V = 2π 3 b V = π 3 c V = 0 d V = 256π 3 Nenhuma das alternativas anteriorese Resolução - Questão 10 Primeiramente vamos encontrar os pontos em que as duas funções e se interceptam, ou seja, os pontos que elas são iguais. Esses pontos definirão nosso intervalo de integração: Dessa forma, nosso intervalo de integração é de até (g(x) = 25 − x2− −−−−−−√ h(x) = 3) g(x) = f(x) = = 325 − x2 − −−−−−−√ ( =25 − x2− −−−−−−√ ) 2 32 25 − = 9x2 25 − 9 = x2 16 = x2 ± = x16 −−−√ ±4 = x − 4 4 : 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 35/36 Veja que o raio exterior - que está "mais distante" do eixo de rotação nesse intervalo - é Por consequência, o raio interior é o que está "mais próximo" ao eixo de rotação nesse intervalo, que é Portanto, temos: g(x) = . 25 − x2 − −−−−−−√ h(x) = 3. R(x) = 25 − x2 − −−−−−−√ r(x) = 3 V = π ([R(x) − [r(x) ) dx∫ b a ] 2 ] 2 V = π ([ − [3 ) dx∫ 4 −4 25 − x2 − −−−−−−√ ]2 ] 2 V = π (25 − − 9) dx∫ 4 −4 x2 V = π (16 − ) dx∫ 4 −4 x2 V = π[16x − x 3 3 ] 4 −4 V = π[ 16 ⋅ 4 − − (16 ⋅ (−4) − ) ]4 3 3 (−4)3 3 V = π[ 64 − − ( − 64 − ) ]64 3 (−64) 3 01/11/2021 23:07 Matemática - Cálculo https://avamec.mec.gov.br/#/instituicao/labtime/curso/8901/unidade/4815/acessar 36/36 Respondidas 10 de 10 questões. SLIDE 4 DE 4 ANTERIOR IR PARA O SLIDE: 1 2 3 4 V = π[ 64 − + 64 − ]64 3 (64) 3 V = π[ 128 − ]128 3 V = π[ − ]384 3 128 3 V = 256π 3 REFAZER ATIVIDADE PRÓXIMO REALIZAÇÃO E PRODUÇÃO: https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/slide3.html https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/slide1.html https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/slide2.html https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/slide3.html https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/slide4.html https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/slide4.html http://www.labtime.ufg.br/ http://www.ufg.br/ https://avamec.mec.gov.br/ava-mec-ws/instituicao/labtime/conteudo/modulo/2821/m3/uni4/index.html
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