Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
GUIDG.COM 1 2/1/2013 – CDI-I: Tabela de Integrais Imediatas (u, v, w) são variáveis ; (a, b, c) constantes ; e ≈ 2,718 , ln u = log e u # Integral imediata # Integral imediata (1) Z du F dv` a=Z du FZ dv (2) Z b dw = bZ dw (3) Z du = u + c (4) Z du u ffffffff =Z u@ 1 du = ln uLL MM+ c (5) Z u a du = u a + 1 a + 1 ffffffffffffff+ c , a ≠@1 (6) Z a u du = a uln a ffffffffff+ c (7) Z e u du = e u + c (8) Z udv = vu@Z vdu 9 Z sin u du =@ cos u + c 15 Z sinh u du = cosh u + c 10 Z cos u du = sin u + c 16 Z cosh u du = sinh u + c 11 Z sec 2 u du = tan u + c 17 Z sech2 u du = tanh u + c 12 Z csc 2 u du =@ cot u + c 18 Z csch2 u du =@ coth u + c 13 Z sec u A tan u du = sec u + c 19 Z sech u A tanh u du =@ sech u + c 14 Z csc u A cot u du =@ csc u + c 20 Z csch u A coth u du =@ csch u + c 21 ♦ Z du 1@ u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwfffffffffffffffffffffffff= arc sin u + c 26 Z du 1@ u 2 fffffffffffffffff = arg tanh u + c , se | u | < 1 arg coth u + c , se | u | > 1 X\ Z ou = 12fffln 1 + u 1@ u fffffffffffffff LLLLL MMMMM+ c X\ Z 22 ♦ Z du a 2@ u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwfffffffffffffffffffffffffffff= arc sin u a ffff+ c 27 Z du 1 + u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwffffffffffffffffffffffff= arg sinh u + c = ln u + u 2 + 1q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwLLLL MMMM+ c 23 Z du 1 + u 2 ffffffffffffffff = arc tan u + c 28 Z du u 2@1q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwfffffffffffffffffffffffff= arg cosh u + c = ln u + u 2@1q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwLLLL MMMM+ c 24 Z du u 2 + a 2 ffffffffffffffffffff = 1 a fffff g arc tan u a ffffd e+ c 29 Z du u 1@ u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwfffffffffffffffffffffffffffffff=@ arg sech | u | + c 25 Z du a 2@u 2 fffffffffffffffffffffa = 1 2a fffffffln u + a u@a ffffffffffffffffLLLL MMMM+ c 30 Z du u 1 + u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwffffffffffffffffffffffffffffff=@ arg csch | u | + c 31 Z tan u du = ln sec uLL MM+ c 35 ♦ Z du u u 2@ a 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwfffffffffffffffffffffffffffffffffff= 1 a ffff arc sin u a ffffLLLL MMMM+ c 32 Z cot u du = ln sen uLL MM+ c 36 Z du u u 2@ 1q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwfffffffffffffffffffffffffffffff= arc sec u + c 33 Z sec u du = ln sec u + tan uLL MM+ c 37 Z du u a 2F u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwffffffffffffffffffffffffffffffffffff=@ 1 a ffffln a + a 2 F u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww u ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff LLLLLL MMMMMM+ c 34 Z csc u du = ln csc u@ cot uLL MM+ c 38 Z du u 2F a 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwffffffffffffffffffffffffffffff= ln u + u 2F a 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwLLLL MMMM+ c Substituições trigonométricas Identidades trigonométricas I a 2 @ u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww u = a A sin z ` a X^^\ ^^Z II a 2 + u 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww u = a A tan z ` a X^^\ ^^Z III u 2 @ a 2q wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww u = a A sec z ` a X^^\ ^^Z (1) sin2 x = 1@ cos 2x2 fffffffffffffffffffffffffffff (2) cos2 x = 1 + cos 2x2 ffffffffffffffffffffffffffff (3) sin² x + cos²x = 1 (4) sec² x =1 + tan² x (5) csc² x = 1 + cot² x GUIDG.COM 2 1 INTEGRAL INDEFINIDA, ANTI-DERIVADA E PRIMITIVA A seguir os conceitos básicos, definições, símbolos e notações para o estudo de Integrais. Z f x` adx = F x` a+ c ^ F x` a+ cb c. = F. x` a= f x` a A integral da função f (x) é F(x) se e somente a derivada da função ( F(x) + c ) for igual a f (x). Z . . . . . . . . . . . . é o sinal de integração. y = f (x) . . . . . . é a função integrando. dx . . . . . . . . . . . isto indica a variável a que estamos nos referindo. c . . . . . . . . . . . . é a constante arbitrária, pode variar, entre C, c, K, k, e etc. * Não esqueça de carregar a constante no final do processo de integração, caso contrário estará se referindo apenas a uma função “ F(x) + 0 ” , fazendo c = 0 , mas a integral não se refere propriamente a esta função, e sim a família de funções tais que suas respectivas derivadas são iguais a função integrando. Integração ou Anti-derivação é o processo para se determinar a função a qual queremos integrar. A primitiva de f (x) é a função F(x) tal que sua derivada F’(x) = f (x) . E a integral então é a família de todas a primitivas, isto por que pode-se adicionar uma constante arbitrária a primitiva, e mesmo assim a derivada será igual a função integrando. 1 – Seja t = f (x) uma função e sua derivada dt = f’(x)dx. 2 – Se queremos encontrar a integral de f’(x)dx , então procuramos pela primitiva f (x) . Por isso diz-se que a integração é o processo inverso ao da derivação, logo a integral é também conhecida como a Anti-derivada. Porém não existe regras para se integrar uma função assim como na derivação, o processo é bastante intuitivo, contudo existem as integrais imediatas, e métodos para transformar uma integral aparentemente impossível numa imediata, e é assim que acontece o processo de integração. As integrais imediatas são obtidas ao se derivar as funções elementares, compare a tabela de integrais imediatas (elementares) com a tabela geral de derivadas, você vai perceber que para se dar bem no estudo de integrais terá de saber muito sobre derivada. GUIDG.COM 3 2 MÉTODO DA SUBSTITUIÇÃO (MUDANÇA DE VARIÁVEL) Algumas integrais podem ser resolvidas aplicando-se o método da substituição de variável, este processo existe devido à regra da cadeia, que pode visto em derivada e diferencial. Veja a demonstração: Da regra da cadeia sabemos que: (1) [ F( g(x)) ]’ = F’[g(x)].g’(x) Da definição de integral: Z f t` adt = F t` a+ c ^ F. t` a= f t` a Substituindo t = g(x) F. g x` aB C= f g x` aB C Substituindo em (1): [ F( g(x)) ]’ = f [g(x)].g’(x) Integrando a equação: Z F g x` ab cD E. dx =Z f g x` aB CA g . x` adx F g x ` aB C =Z f g x` aB CA g . x` adx Agora fazemos g(x) = u , então du = g’(x)dx , substituindo: Z f u` adu = F u` a+ c Na aplicação desse método deve analisar qual função devemos fazer a substituição, para que a integral obtida seja mais simples. GUIDG.COM 4 3 FÓRMULAS DE RECORRÊNCIA No processo de integração podemos chegar a algumas das formas abaixo, então aplicamos as fórmulas para simplificar o cálculo da integral. As demonstrações foram omitidas(podem ser vistas em livros de cálculo). Trigonométricas: 1 - Z sinn u` adu =@ 1 n ffff sinn@ 1 u ` a A cos u ` a + n@ 1 n fffffffffffffffZ sinn@ 2 u` adu 2 - Z cosn u` adu = 1 n ffff cosn@ 1 u ` a A sin u ` a + n@ 1 n fffffffffffffffZ cosn@ 2 u` adu 3 - Z tann u` adu = 1 n@ 1 ffffffffffffffftann@ 1 u` a@Z tann@ 2 u` adu 4 - Z cotn u` adu =@ 1 n@ 1 fffffffffffffff cotn@ 1 u ` a @Z cotn@ 2 u` adu 5 - Z sec n u` adu = 1 n@ 1 fffffffffffffff sec n@ 2 u ` a A tan u ` a + n@ 2 n@ 1 ffffffffffffffffZ sec n@ 2 u` adu 6 - Z csc n u` adu =@ 1 n@ 1 fffffffffffffff csc n@ 2 u ` a A cot u ` a + n@ 2 n@ 1 ffffffffffffffffZ csc n@ 2 u` adu Integração por frações parciais, quando no denominador há funções quadráticas que se repetem e são irredutíveis. 7 - Z du u 2 + a 2 b cnffffffffffffffffffffffffffffff= u u 2 + a 2 b c1@ n 2a 2 n@ 1 ` afffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff+ 2n@ 3 2a 2 n@ 1 ` afffffffffffffffffffffffffffffffZ du u 2 + a 2 b cn@ 1ffffffffffffffffffffffffffffffffffff 4 SUBSTITUIÇÕES PARA FUNÇÕES ESPECIAIS Substituições para funções integrando envolvendo raízes quadradas e trinômios quadrados. A seguir, mais substituições, isso quando houver um dos casos abaixo na função integrando. 1 - ax 2 + bx + cq wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww =F apwwwwwwwwwwwwwwwwwwwx + t * Se a > 0 no trinômio ax² + bx + c . 2 - ax 2 + bx + cq wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww = xt F cpwwwwwwwwwwwwwwwww * Se c > 0 no trinômio ax² + bx + c . 3 - ax 2 + bx + cq wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww = x@ r ` a t * Se o trinômio ax² + bx + c tem raízes reais, r é qualquer uma das raízes do trinômio. OBS: Esse tipo de substituição é tão complicado quanto às trigonométricas, use um livro para auxiliá-lo. GUIDG.COM 5 5 EXEMPLOS Integral indefinida da tangente. Calcule a seguinte integral. Z tan x dx . Solução: Z tan x dx =Z sin x cos x fffffffffffffffdx = I Substituindo adequadamente: cos x = u , du = – sin x dx – du = sin x dx I =Z @ du u fffffffff g =@Z du u ffffffff , assim aplicando a integral #4 temos: I =@ ln u LL MM=@ ln cos xLL MM+ c , mas por propriedades de logaritmos: I = ln cos x ` a@ 1LLLL MMMM+ c I = ln sec x LL MM+ c Portanto Z tan x dx = ln |sec x| + c . *Estudo incompleto, poderá ser atualizado futuramente.
Compartilhar