aulas da faculdade e da escola pi

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<p>**Explicação:** Usando a definição de derivada de \(e^x\) em \(x = 0\), obtemos</p><p>\(\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = e^0 = 1\).</p><p>51. **Problema 51:** Determine a integral indefinida \(\int (3x^2 - 5) \, dx\).</p><p>A) \(x^3 - 5x + C\)</p><p>B) \(3x^3 - 5x + C\)</p><p>C) \(x^3 - 5x^2 + C\)</p><p>D) \(3x^3 - 5 + C\)</p><p>**Resposta:** A) \(x^3 - 5x + C\)</p><p>**Explicação:** Integrando, temos \(\int 3x^2 \, dx = x^3\) e \(\int -5 \, dx = -5x\).</p><p>Portanto, a integral é \(x^3 - 5x + C\).</p><p>52. **Problema 52:** Calcule a derivada de \(f(x) = \ln(x^3 + 1)\).</p><p>A) \(\frac{3x^2}{x^3 + 1}\)</p><p>B) \(\frac{1}{x^3 + 1}\)</p><p>C) \(\frac{3}{x^3 + 1}\)</p><p>D) \(\frac{1}{3x^2}\)</p><p>**Resposta:** A) \(\frac{3x^2}{x^3 + 1}\)</p><p>**Explicação:** Usando a regra da cadeia, temos \(f'(x) = \frac{1}{x^3 + 1} \cdot 3x^2 =</p><p>\frac{3x^2}{x^3 + 1}\).</p><p>53. **Problema 53:** Encontre o limite: \(\lim_{x \to 1} \frac{x^2 - 1}{x - 1}\).</p><p>A) 0</p><p>B) 1</p><p>C) 2</p><p>D) Não existe</p><p>**Resposta:** C) 2</p><p>**Explicação:** O limite apresenta uma indeterminação \(0/0\). Fatorando, temos \(x^2</p><p>- 1 = (x - 1)(x + 1)\), então:</p><p>\[</p><p>\lim_{x \to 1} \frac{(x - 1)(x + 1)}{x - 1} = \lim_{x \to 1} (x + 1) = 2.</p><p>\]</p><p>54. **Problema 54:** Calcule a integral definida \(\int_0^1 (4x^3 - 2x^2 + 1) \, dx\).</p><p>A) \(\frac{1}{4}\)</p><p>B) \(\frac{1}{3}\)</p><p>C) \(\frac{5}{12}\)</p><p>D) \(\frac{1}{2}\)</p><p>**Resposta:** D) \(\frac{1}{2}\)</p><p>**Explicação:** Integrando, temos \(\int (4x^3) \, dx = x^4\), \(\int (-2x^2) \, dx = -</p><p>\frac{2}{3}x^3\) e \(\int 1 \, dx = x\). Avaliando de 0 a 1:</p><p>\[</p><p>\left[1^4 - \frac{2}{3}(1^3) + 1\right] - 0 = 1 - \frac{2}{3} + 1 = 2 - \frac{2}{3} = \frac{6 - 2}{3} =</p><p>\frac{4}{3}.</p><p>\]</p><p>55. **Problema 55:** Encontre a derivada de \(f(x) = x \ln(x)\).</p><p>A) \(\ln(x) + 1\)</p><p>B) \(\ln(x) + x\)</p><p>C) \(\frac{1}{x}\)</p><p>D) \(1\)</p><p>**Resposta:** A) \(\ln(x) + 1\)</p><p>**Explicação:** Usando a regra do produto, temos \(f'(x) = 1 \cdot \ln(x) + x \cdot</p><p>\frac{1}{x} = \ln(x) + 1\).</p><p>56. **Problema 56:** Calcule o limite: \(\lim_{x \to \infty} \frac{4x^3 + 2x}{2x^3 - 3}\).</p><p>A) 2</p><p>B) 4</p><p>C) 0</p><p>D) 1</p><p>**Resposta:** B) 2</p><p>**Explicação:** Dividindo todos os termos por \(x^3\), obtemos \(\lim_{x \to \infty}</p><p>\frac{4 + \frac{2}{x^2}}{2 - \frac{3}{x^3}} = \frac{4 + 0}{2 - 0} = 2\).</p><p>57. **Problema 57:** Determine a integral indefinida \(\int (2x^3 - 3x^2 + 4) \, dx\).</p><p>A) \(\frac{1}{2}x^4 - x^3 + 4x + C\)</p><p>B) \(\frac{1}{2}x^4 - x^2 + 4x + C\)</p><p>C) \(\frac{1}{2}x^4 - x^3 + 4 + C\)</p><p>D) \(2x^4 - 3x^2 + 4x + C\)</p><p>**Resposta:** A) \(\frac{1}{2}x^4 - x^3 + 4x + C\)</p><p>**Explicação:** Integrando, temos \(\int 2x^3 \, dx = \frac{1}{2}x^4\), \(\int -3x^2 \, dx = -</p><p>x^3\) e \(\int 4 \, dx = 4x\). Portanto, a integral é \(\frac{1}{2}x^4 - x^3 + 4x + C\).</p><p>58. **Problema 58:** Calcule a derivada de \(f(x) = \frac{1}{x^3}\).</p><p>A) \(-\frac{3}{x^4}\)</p><p>B) \(-\frac{1}{x^2}\)</p><p>C) \(\frac{3}{x^4}\)</p><p>D) \(\frac{1}{x^2}\)</p><p>**Resposta:** A) \(-\frac{3}{x^4}\)</p><p>**Explicação:** Usando a regra da potência, temos \(f'(x) = -3x^{-4} = -\frac{3}{x^4}\).</p><p>59. **Problema 59:** Encontre o limite: \(\lim_{x \to 0} \frac{\cos(x) - 1}{x^2}\).</p><p>A) 0</p><p>B) \(-\frac{1}{2}\)</p><p>C) 1</p><p>D) Não existe</p><p>**Resposta:** B) \(-\frac{1}{2}\)</p><p>**Explicação:** Usando a expansão de Taylor para \(\cos(x)\), temos \(\cos(x) \approx 1 -</p><p>\frac{x^2}{2} + O(x^4)\). Portanto, \(\lim_{x \to 0} \frac{-\frac{x^2}{2}}{x^2} = -\frac{1}{2}\).</p><p>60. **Problema 60:** Determine a integral indefinida \(\int (x^4 - 2x^2 + 1) \, dx\).</p><p>A) \(\frac{1}{5}x^5 - \frac{2}{3}x^3 + x + C\)</p><p>B) \(\frac{1}{5}x^5 - x^3 + x + C\)</p><p>C) \(\frac{1}{5}x^5 - \frac{1}{2}x^3 + x + C\)</p><p>D) \(\frac{1}{5}x^5 - \frac{2}{3}x^3 + \frac{1}{2}x + C\)</p><p>**Resposta:** A) \(\frac{1}{5}x^5 - \frac{2}{3}x^3 + x + C\)</p><p>**Explicação:** Integrando, temos \(\int x^4 \, dx = \frac{1}{5}x^5\), \(\int -2x^2 \, dx = -</p><p>\frac{2}{3}x^3\) e \(\int 1 \, dx = x\). Portanto, a integral é \(\frac{1}{5}x^5 - \frac{2}{3}x^3 + x</p><p>+ C\).</p><p>61. **Problema 61:** Calcule a derivada de \(f(x) = \sqrt{x^2 + 1}\).</p><p>A) \(\frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}}\)</p><p>B) \(\frac{1}{\sqrt{x^2 + 1}}\)</p><p>C) \(\frac{2x}{\sqrt{x^2 + 1}}\)</p><p>D) \(\frac{1}{2\sqrt{x^2 + 1}}\)</p><p>**Resposta:** A) \(\frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}}\)</p><p>**Explicação:** Usando a regra da cadeia, temos \(f'(x) = \frac{1}{2}(x^2 + 1)^{-1/2} \cdot</p><p>2x = \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}}\).</p><p>62. **Problema 62:** Encontre o limite: \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin(3x)}{x}\).</p><p>A) 0</p><p>B) 1</p><p>C) 3</p><p>D) Não existe</p><p>**Resposta:** C) 3</p><p>**Explicação:** Usando a regra do limite fundamental \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin(kx)}{x} =</p><p>k\), onde \(k=3\), obtemos \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin(3x)}{x} = 3\).</p><p>63. **Problema 63:** Calcule a integral definida \(\int_1^2 (2x^2 + 3) \, dx\).</p><p>A) 8</p><p>B) 10</p><p>C) 12</p><p>D) 14</p><p>**Resposta:** B) 10</p><p>**Explicação:** Integrando, temos \(\int (2x^2) \, dx = \frac{2}{3}x^3\) e \(\int 3 \, dx =</p><p>3x\). Avaliando de 1 a 2:</p><p>\[</p><p>\left[\frac{2}{3}(2^3) + 3(2)\right] - \left[\frac{2}{3}(1^3) + 3(1)\right] = \left[\frac{16}{3} +</p><p>6\right] - \left[\frac{2}{3} + 3\right] = \left[\frac{16}{3} + \frac{18}{3}\right] - \left[\frac{2}{3} +</p><p>\frac{9}{3}\right] = \left[\frac{34}{3}\right] - \left[\frac{11}{3}\right] = \frac{23}{3}.</p>