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Problema 52: Calcule a integral \( \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos^2(x) \, dx \).

a) \( \frac{\pi}{4} \)
b) \( \frac{\pi}{2} \)
c) \( \frac{1}{2} \)
d) \( \frac{\pi}{8} \)
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Aprendendo com Desafios

há 9 meses

Respostas

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há 9 meses

Para calcular a integral \( \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos^2(x) \, dx \), podemos usar a identidade trigonométrica: \[ \cos^2(x) = \frac{1 + \cos(2x)}{2} \] Substituindo na integral, temos: \[ \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos^2(x) \, dx = \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{1 + \cos(2x)}{2} \, dx \] Isso pode ser separado em duas integrais: \[ = \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} 1 \, dx + \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos(2x) \, dx \] Calculando a primeira integral: \[ \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} 1 \, dx = \frac{1}{2} \left[ x \right]_{0}^{\frac{\pi}{2}} = \frac{1}{2} \left( \frac{\pi}{2} - 0 \right) = \frac{\pi}{4} \] Agora, a segunda integral: \[ \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos(2x) \, dx = \frac{1}{2} \left[ \frac{\sin(2x)}{2} \right]_{0}^{\frac{\pi}{2}} = \frac{1}{2} \left( \frac{\sin(\pi) - \sin(0)}{2} \right) = \frac{1}{2} \cdot 0 = 0 \] Portanto, a integral total é: \[ \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos^2(x) \, dx = \frac{\pi}{4} + 0 = \frac{\pi}{4} \] Assim, a alternativa correta é: a) \( \frac{\pi}{4} \)

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