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**Resposta:** a) \( \frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin(2x) + C \)
**Explicação:** Usando a identidade \( \sin^2(x) = \frac{1 - \cos(2x)}{2} \):
\[
\int \sin^2(x) \, dx = \frac{1}{2} \int (1 - \cos(2x)) \, dx = \frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin(2x) + C.
\]
### 61. Determine o limite \( \lim_{x \to 0} \frac{\cos(3x) - 1}{x^2} \).
a) 0
b) 1
c) \( \frac{9}{2} \)
d) Não existe
**Resposta:** c) \( \frac{9}{2} \)
**Explicação:** Usando a regra de L'Hôpital, temos:
\[
\lim_{x \to 0} \frac{\cos(3x) - 1}{x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{-3\sin(3x)}{2x} = \lim_{x \to 0}
\frac{-9\cos(3x)}{2} = \frac{9}{2}.
\]
### 62. Calcule a integral \( \int (x^2 + 1) e^x \, dx \).
a) \( (x^2 + 1)e^x - 2xe^x + C \)
b) \( (x^2 + 1)e^x + 2xe^x + C \)
c) \( (x^2 + 1)e^x + 2xe^x + C \)
d) \( (x^2 + 1)e^x - 2xe^x + C \)
**Resposta:** a) \( (x^2 + 1)e^x - 2xe^x + C \)
**Explicação:** Usando a regra do produto e integração por partes, obtemos:
\[
\int (x^2 + 1)e^x \, dx = (x^2 + 1)e^x - 2xe^x + C.
\]
### 63. Encontre a solução da equação diferencial \( y' = 5y + 4 \).
a) \( y = Ce^{5x} + \frac{4}{5} \)
b) \( y = Ce^{-5x} + \frac{4}{5} \)
c) \( y = Ce^{5x} + 4 \)
d) \( y = Ce^{-5x} + 4 \)
**Resposta:** a) \( y = Ce^{5x} + \frac{4}{5} \)
**Explicação:** A equação é linear e pode ser resolvida usando o fator integrante. A
solução geral é:
\[
y = Ce^{5x} + \frac{4}{5}.
\]
### 64. Calcule a integral \( \int (3x^2 - 2x + 1) \, dx \).
a) \( x^3 - x^2 + x + C \)
b) \( x^3 - x^2 + C \)
c) \( x^3 - 2x + C \)
d) \( x^3 - 2x^2 + C \)
**Resposta:** a) \( x^3 - x^2 + x + C \)
**Explicação:** A integral é:
\[
\int (3x^2 - 2x + 1) \, dx = x^3 - x^2 + x + C.
\]
### 65. Determine o limite \( \lim_{x \to \infty} \frac{2x^2 + 3x + 1}{x^2 + 4} \).
a) 0
b) 1
c) 2
d) \( \frac{3}{2} \)
**Resposta:** c) 2
**Explicação:** Dividindo todos os termos pelo maior grau de \( x^2 \):
\[
\lim_{x \to \infty} \frac{2 + \frac{3}{x} + \frac{1}{x^2}}{1 + \frac{4}{x^2}} = 2.
\]
### 66. Calcule a integral \( \int \frac{1}{x \ln(x)} \, dx \).
a) \( \ln(\ln(x)) + C \)
b) \( \frac{1}{\ln(x)} + C \)
c) \( \frac{1}{2} \ln(x) + C \)
d) \( \frac{1}{x \ln(x)} + C \)
**Resposta:** a) \( \ln(\ln(x)) + C \)
**Explicação:** Usando a substituição \( u = \ln(x) \), temos \( du = \frac{1}{x} dx \). Assim,
a integral se torna:
\[
\int \frac{1}{u} \, du = \ln|u| + C = \ln(\ln(x)) + C.
\]
### 67. Encontre a solução da equação diferencial \( y'' + 2y' + y = 0 \).
a) \( y = C_1 e^{-x} + C_2 e^{-x} \)
b) \( y = C_1 e^{-x} + C_2 x e^{-x} \)
c) \( y = C_1 e^{x} + C_2 e^{-x} \)
d) \( y = C_1 e^{2x} + C_2 e^{-2x} \)
**Resposta:** b) \( y = C_1 e^{-x} + C_2 x e^{-x} \)
**Explicação:** A equação característica é \( r^2 + 2r + 1 = 0 \), com raiz dupla \( r = -1 \).
Portanto, a solução geral é:
\[
y = C_1 e^{-x} + C_2 x e^{-x}.
\]
### 68. Calcule a integral \( \int_0^1 (1 - x^3)^{2} \, dx \).
a) \( \frac{1}{5} \)
b) \( \frac{2}{5} \)
c) \( \frac{3}{5} \)
d) \( \frac{4}{5} \)
**Resposta:** b) \( \frac{2}{5} \)
**Explicação:** Usando a substituição \( x^3 = t \), obtemos: