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Qual é o valor da integral \( \int_0^1 (x^2 - x + 1)^{2} \, dx \)?

a) \( \frac{1}{3} \)
b) \( \frac{1}{4} \)
c) \( \frac{1}{5} \)
d) \( \frac{1}{6} \)
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Desafios para Aprender

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Respostas

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Para resolver a integral \( \int_0^1 (x^2 - x + 1)^{2} \, dx \), vamos primeiro expandir a expressão dentro da integral. 1. Expandindo \( (x^2 - x + 1)^{2} \): \[ (x^2 - x + 1)^{2} = (x^2 - x + 1)(x^2 - x + 1) = x^4 - 2x^3 + 3x^2 - 2x + 1 \] 2. Agora, vamos integrar cada termo separadamente: \[ \int_0^1 (x^4 - 2x^3 + 3x^2 - 2x + 1) \, dx = \int_0^1 x^4 \, dx - 2\int_0^1 x^3 \, dx + 3\int_0^1 x^2 \, dx - 2\int_0^1 x \, dx + \int_0^1 1 \, dx \] 3. Calculando cada integral: - \( \int_0^1 x^4 \, dx = \left[ \frac{x^5}{5} \right]_0^1 = \frac{1}{5} \) - \( \int_0^1 x^3 \, dx = \left[ \frac{x^4}{4} \right]_0^1 = \frac{1}{4} \) - \( \int_0^1 x^2 \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} \right]_0^1 = \frac{1}{3} \) - \( \int_0^1 x \, dx = \left[ \frac{x^2}{2} \right]_0^1 = \frac{1}{2} \) - \( \int_0^1 1 \, dx = \left[ x \right]_0^1 = 1 \) 4. Substituindo os valores: \[ \int_0^1 (x^2 - x + 1)^{2} \, dx = \frac{1}{5} - 2 \cdot \frac{1}{4} + 3 \cdot \frac{1}{3} - 2 \cdot \frac{1}{2} + 1 \] \[ = \frac{1}{5} - \frac{1}{2} + 1 \] \[ = \frac{1}{5} - \frac{5}{10} + \frac{10}{10} = \frac{1}{5} + \frac{5}{10} = \frac{1}{5} + \frac{1}{2} = \frac{1}{5} + \frac{2.5}{5} = \frac{3.5}{5} = \frac{7}{10} \] 5. Agora, somando tudo: \[ = \frac{1}{5} - \frac{2}{4} + 1 = \frac{1}{5} - \frac{1}{2} + 1 = \frac{1}{5} - \frac{5}{10} + \frac{10}{10} = \frac{1}{5} + \frac{5}{10} = \frac{1}{5} + \frac{1}{2} = \frac{1}{5} + \frac{2.5}{5} = \frac{3.5}{5} = \frac{7}{10} \] Após calcular, o valor da integral é \( \frac{7}{10} \), que não está entre as opções. Portanto, você precisa verificar as opções ou o cálculo. Se precisar de mais ajuda, é só perguntar!

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