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u = x, \quad dv = e^{2x} dx \implies du = dx, \quad v = \frac{1}{2} e^{2x}
\]
Portanto:
\[
\int_0^1 x e^{2x} \, dx = \left[ \frac{1}{2} x e^{2x} \right]_0^1 - \int_0^1 \frac{1}{2} e^{2x} \,
dx = \frac{1}{2} e^2 - \frac{1}{4}(e^2 - 1) = \frac{1}{4}(e^2 - 1)
\]
15. **Qual é a derivada de \(f(x) = \tan^{-1}(x^2)\)?**
- A) \(\frac{2x}{1 + x^4}\)
- B) \(\frac{2x}{1 + x^2}\)
- C) \(\frac{2}{1 + x^4}\)
- D) \(\frac{2}{1 + x^2}\)
**Resposta correta: A) \(\frac{2x}{1 + x^4}\)**
**Explicação:** Usamos a regra da cadeia:
\[
f'(x) = \frac{1}{1 + (x^2)^2} \cdot 2x = \frac{2x}{1 + x^4}
\]
16. **Qual é o valor da integral \(\int_0^{\pi/2} \cos^2(x) \, dx\)?**
- A) \(\frac{\pi}{4}\)
- B) \(\frac{\pi}{6}\)
- C) \(\frac{\pi}{3}\)
- D) \(\frac{\pi}{2}\)
**Resposta correta: A) \(\frac{\pi}{4}\)**
**Explicação:** Usamos a identidade \(\cos^2(x) = \frac{1 + \cos(2x)}{2}\):
\[
\int_0^{\pi/2} \cos^2(x) \, dx = \int_0^{\pi/2} \frac{1 + \cos(2x)}{2} \, dx = \frac{1}{2} \left[ x
+ \frac{1}{2} \sin(2x) \right]_0^{\pi/2} = \frac{\pi}{4}
\]
17. **Qual é a solução da equação diferencial \(\frac{dy}{dx} = y - x\)?**
- A) \(y = Ce^x + x + 1\)
- B) \(y = Ce^{-x} + x + 1\)
- C) \(y = C + x + 1\)
- D) \(y = Ce^{-x} - x\)
**Resposta correta: A) \(y = Ce^x + x + 1\)**
**Explicação:** Esta é uma equação diferencial linear de primeira ordem. A solução
geral pode ser encontrada usando o fator integrante:
\[
\mu(x) = e^{-x} \implies \frac{d}{dx}(y e^{-x}) = e^{-x}(y - x)
\]
Integrando, obtemos a solução \(y = Ce^x + x + 1\).
18. **Qual é o valor do limite \(\lim_{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x}\)?**
- A) 0
- B) 1
- C) \(\infty\)
- D) Não existe
**Resposta correta: B) 1**
**Explicação:** Esse é um limite fundamental que pode ser demonstrado usando a
regra de L'Hôpital ou a série de Taylor para \(\tan(x)\):
\[
\tan(x) \sim x + \frac{x^3}{3} + O(x^5) \implies \lim_{x \to 0} \frac{\tan(x)}{x} = 1
\]
19. **Qual é a integral \(\int_1^2 (3x^2 - 4x + 1) \, dx\)?**
- A) 0
- B) 1
- C) 2
- D) 3
**Resposta correta: B) 1**
**Explicação:** Calculando a integral:
\[
\int_1^2 (3x^2 - 4x + 1) \, dx = \left[ x^3 - 2x^2 + x \right]_1^2 = (8 - 8 + 2) - (1 - 2 + 1) = 1
\]
20. **Qual é a derivada de \(f(x) = e^{x^2}\)?**
- A) \(2x e^{x^2}\)
- B) \(e^{2x}\)
- C) \(x e^{x^2}\)
- D) \(e^{x^2}\)
**Resposta correta: A) \(2x e^{x^2}\)**
**Explicação:** Usamos a regra da cadeia:
\[
f'(x) = e^{x^2} \cdot 2x = 2x e^{x^2}
\]
21. **Qual é a integral \(\int_0^1 (1 - x^3) \, dx\)?**
- A) \(\frac{1}{4}\)
- B) \(\frac{1}{3}\)
- C) \(\frac{1}{2}\)
- D) \(\frac{3}{4}\)
**Resposta correta: C) \(\frac{1}{2}\)**
**Explicação:** Calculando a integral:
\[
\int_0^1 (1 - x^3) \, dx = [x - \frac{x^4}{4}]_0^1 = 1 - \frac{1}{4} = \frac{3}{4}
\]