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CCE0044 – Cálculo Diferencial e Integral I Aula 14: Técnicas de Integração Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PROCEDIMENTOS ALGÉBRICOS 1 PRÓXIMOS PASSOS TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO POR PARTES 2 TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO FRAÇÕES PARCIAIS 3 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Procedimentos algébricos: • A ideia é processar alguns procedimentos algébricos para simplificar a solução. • Como não existe um método fechado vamos trabalhar alguns exemplos. . dx xx x 15 159 3 2 dx xx x 15 53 3 3 2 153 xxu Percebe-se que o polinômio do numerador pode ser obtido pela derivação do polinômio do denominador. dudxxx dx du 5353 22 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Procedimentos algébricos: • A ideia é processar alguns procedimentos algébricos para simplificar a solução. • Como não existe um método fechado vamos trabalhar alguns exemplos. . Realizando as substituições: CxxCuC u duudu u dx xx x dx xx x 1566 2 1 3 3 1 3 15 53 3 15 159 3 2 1 2 1 3 2 3 2 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Procedimentos algébricos: • A ideia é processar alguns procedimentos algébricos para simplificar a solução. • Como não existe um método fechado vamos trabalhar alguns exemplos. . Exercitando a potência dxxx 2 csc cotg dxxxxxdxxx csccsc cotg2 cotgcsc cotg 222 Já foi visto que: Cxdxx cotg csc 2 Cxdxxx csc csc cotg 1csc cotg 22 xx e Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Procedimentos algébricos: • A ideia é processar alguns procedimentos algébricos para simplificar a solução. • Como não existe um método fechado vamos trabalhar alguns exemplos. . Substituindo: dxxxxxdxxx csccsc cotg21csccsc cotg 222 dxxxx csc cotg21csc2 2 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Procedimentos algébricos: • A ideia é processar alguns procedimentos algébricos para simplificar a solução. • Como não existe um método fechado vamos trabalhar alguns exemplos. . Resolvendo: Cxxx dxxxdxdxx dxxxxdxxx csc2 cotg2 csc cotg2 1 csc2 csc cotg21csc2csc cotg 2 22 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Identidades trigonométricas . 1cos sen 22 xx xtgx 22 1 sec xx 22 cotg1 csc Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule: . dx xx 4 1 2 podemos utilizar alguns artifícios algébricos para que a expressão do denominador apresente, por exemplo, o formato “a2 – u2”, o que nos permitiria aplicar a regra: C a u du ua sen arc 1 22 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule: . dx xx 4 1 2 vamos somar e subtrair o valor 4, no denominador da raiz: dx x dx x dx x dx xx dx xx dx xx 222222 222 )2(2 1 2)2( 1 2)2( 1 4)44( 1 444 1 4 1 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule: . dx xx 4 1 2 C x dx xx 2 2 sen arc 4 1 2 se considerarmos e teremos 2 xu 2a dxdu Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Quando a função do integrando é uma fração algébrica em que o grau do numerador é maior ou igual ao grau do denominador (fração imprópria) geralmente é possível dividir o numerador pelo denominador fazendo surgir como resultado um polinômio e uma fração própria. Exemplo: . dx x xx 12 94 2 Vamos dividir por xx 94 2 12 x xx 94 2 12 x xx 24 2 2 7 2 x x7 2 7 7 x 2 7 12 94 )( 2 x xx xf 12 2 7 2 7 2 x x 24 7 2 7 2)( x xxf Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Exemplo: . dx x xx 12 94 2 Cx x x dx x dxdxx dx x dxdxx dx x xdx x xx 24ln7 2 7 24 1 7 2 7 2 24 7 2 7 2 24 7 2 7 2 12 94 2 2 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Integração por partes: Técnica utilizada para integrar alguns tipos de funções na forma de produto f(x) . g(x), desde que f(x) possa ser derivada repetidamente e g(x) possa ser integrada repetidamente sem dificuldade. . u dx dv v dx du dx uvd )( Integrando ambos lados, tem-se: dxudx dv dxv dx du dx dx uvd )( uvdx dx uvd )( duvdxvdx du dvudxudx dv dvuduvuv duvuvdvu Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule a integral indefinida: . duvuvdvu dxxe x xeu dxxdv dxedu x 2 2x v dxe xx edxxe xxx 22 22 Complicou.. Vamos tentar outra substituição. Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule a integral indefinida: . duvuvdvu dxxe x xu dxedv x dxdu xev ).1( xeCexe dxexe duvuvdvu xxx xx Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule a integral: . duvuvdvu . sen 2 dxxx 2xu dxxdv sen dxxdu 2 dxxv cos dxxxxx dxxxxxdxxx cos2cos 2 )cos()cos( sen 2 22 dxxxxx cos2cos 2 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule a integral: . duvuvdvu . sen 2 dxxx dxxxxx cos2cos 2 xu dxxdv cos dxdu xv sen 1)cos(sen sen sen cos Cxxx dxxxxdxxx 1cossen Cxxx Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Calcule a integral: . . sen 2 dxxx .2cos2sen 2cos )cossen (2cos sen 1 2 1 22 Cxxxxx Cxxxxxdxxx .cos2sen 2cos sen 22 Cxxxxxdxxx Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO Frações parciais: No estudo sobre frações algébricas, quando temos que efetuar uma soma de duas (ou mais) delas, primeiro obtemos uma expressão que será utilizada como denominador comum das frações que serão somadas. Em seguida, obtemos exatamente as frações equivalentes à primeira e com o denominador comum que foi obtido para realizar a operação de adição (o mesmo acontece com a subtração). . 4 3 2 5 xx Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO . 4 3 2 5 xx 82 148 82 63205 824 )2(3)4(5 )4)(2( )2(3 )4)(2( )4(5 4 3 2 5 2 2 2 xx x xx xx xxx xx xx x xx x xx 4 3 2 5 xx 82 148 2 xx x Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO . dx xx x 82 148 2 4 3 2 5 82 148 2 xxxx x Cxx dx x dx x dx x dx x dx xx dx xx x 4ln2ln5 4 1 3 2 1 5 4 3 2 5 4 3 2 5 82 148 2 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO O método de integração por frações parciais consiste em escrever o integrando na forma de frações parciais, ou seja, modificar o integrando de tal forma que seja possível utilizar as regras básicas de integração. . dx xx x 32 193 2 )1)(3(322 xxxx 1332 193 2 x B x A xx x )1)(3( )3()1( 32 193 2 xx xBxA xx x Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO O método de integração por frações parciais consiste em escrever o integrando na forma de frações parciais, ou seja, modificar o integrando de tal forma que seja possível utilizar as regras básicas de integração. . )1)(3( )3()1( xx xBxA BAxBAx BBxAAxx xBxAx 3)(193 3193 )3()1(193 193 3 BA BA A = –7 e B = 4. Cxx dx x dx x dx x dx x dx xx dx xx x 1ln43ln7 1 1 4 3 1 7 1 4 3 7 1 4 3 7 32 193 2 Unidade V: Técnicas de integração Cálculo Diferencial e Integral I AULA 14: TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO A aplicação do método de integração por frações parciais para integrar funções na forma é possível em situações que “obedecem” às seguintes condições: • A função f(x) do numerador deve ter grau menor que a função g(x) do denominador. Caso isso não aconteça, é possível efetuar a divisão de f(x) por g(x) e trabalhar com o resto dessa divisão. • É necessário conhecer os termos que nos permitem fatorar a expressão g(x). Mesmo que, teoricamente, todo polinômio com coeficientes reais possa ser escrito na forma fatorada, sabemos que, em muitos casos, há grandes dificuldades em determinar os fatores que tornam isso possível, dificultando (ou inviabilizando) a aplicação do método de integração por frações parciais. . )( )( xg xf Assuntos da próxima aula: 1. A Regra de L'Hôpital – Integrais Impróprias.
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