∫(1-cos(t/2))² (sen(t/2))dt
∫(1-cos(t/2))² (sen(t/2))dt
u = 1-cos(t/2) ⇒ du = 1/2 -(-sen(t/2)dt ⇒ du = 1/2 sen(t/2)dt
∴ ∫(1-cos(t/2))² (sen(t/2))dt = ∫(u)² * 1/2 du
∫(u)² * 1/2 du ⇒ 1/2 ∫ u² du
1/2 ∫ u² du = 1/2(u³/3)+c como u = 1-cos(t/2)
1/2 ∫ u² du = 1/2 * (1-cos(t/2))³/3 +c
1/2 ∫ u² du = 2/3 * (1-cos(t/2))³ +c
logo ∫(1-cos(t/2))² (sen(t/2))dt = (2/3) * (1-cos(t/2))³ + c
Att
Neste exercício, será realizada a seguinte integral:
\(\Longrightarrow \int (1 -\cos {t \over 2})^2 \sin {t \over 2} \space dt\) \((I)\)
Será utilizado o método por substituição. Será criada a variável \(u\), conforme apresentada a seguir:
\(\Longrightarrow u = \cos {t \over 2}\) \((II)\)
Portanto, a derivada de \(u\) em relação a \(t\) é:
\(\Longrightarrow {du \over dt} = {d \over dt} (\cos {t \over 2})\)
\(\Longrightarrow {du \over dt} = -\sin {t \over 2}{d \over dt} ({t \over 2})\)
\(\Longrightarrow {du \over dt} = -\sin {t \over 2}({1 \over 2})\)
\(\Longrightarrow -2 \space du = \sin {t \over 2} \space dt\) \((III)\)
Substituindo as equações \((II)\) e \((III)\) na expressão \((I)\), a expressão resultante é:
\(\Longrightarrow \int (1 -\cos {t \over 2})^2 \Big (\sin {t \over 2} \space dt \Big )\)
\(\Longrightarrow \int (1 -u)^2 \Big (-2 \space du \Big )\)
\(\Longrightarrow -2\int (1 -u)^2 du\)
\(\Longrightarrow -2\int (1 -2u +u^2) du\)
Cohecendo a soluçaõ da integral resultante, tem-se que:
\(\Longrightarrow -2 (u -{2 \over 2}u^2 +{1 \over 3}u^3) + c\)
\(\Longrightarrow -2 (u -u^2 +{1 \over 3}u^3) + c\)
Sendo \(c\) uma constante qualquer.
Substituindo a equação \((II)\) na expressão anterior, o resultado final é:
\(\Longrightarrow \int (1 -\cos {t \over 2})^2 \sin {t \over 2} \space dt = -2u \bigg [1 -u +{1 \over 3}u^2 \bigg ] + c\)
\(\Longrightarrow \fbox {$ \int (1 -\cos {t \over 2})^2 \sin {t \over 2} \space dt = -2 \cos {t \over 2} \bigg [1 -\cos {t \over 2} +{1 \over 3}\cos^2 {t \over 2} \bigg ] + c $}\)
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