7.1 Mudança de Variável (método de substituição)
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- Gabriel da Silva Balsemão
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1 7. Mudança de Variável (método de substituição) e 5 (res. e 5 =5 + C) sen a (res. a cos a + C; a 6= 0) sen () 7 (res. cotg + C) (res. jln 7j + C) tan (res. ln jcos j + C) cot (5 7) (res. 5 ln jsen (5 7)j + C) tan sec (res. tg + C) (cot e ) e (res. ln jsen e j + C) sen cos (res. sen + C) cos sen (res. 4 cos4 + C) + (res. + = + C) + (res. + + C) cos sen cos tan ln ( + ) + (res. (sen ) + C) (res. tg + C) (res. [ln ( + )] + C) cos sen + (res. sen + + C)
2 60 METODOS DE INTEGRAÇÃO COMP tan + cos (res. (tg + )= + C) cos ( + sen ) (res. arcsin (res. arcsen + C) ( + sen ) + C) arctan + (res. arctg + C) arccos (res. arccos + C) ( + ) + + (res. ln C) cos (res. sen + ln ( sen + ) + C) (res. ln jln j + C) ln ( + (res. ln jarctg j + C) ) arctan tan cos (res. 4 tg4 + C) (res. ln jarcsen j + C) arcsin cos (ln ) (res. sen (ln jj) + C) a ; a > 0 (res. a = ln a + C) e (res. e = ( + ln ) + C) e (res. e + C) e 5 + a 5 ; a > 0 (res. 5 e5 + 5 ln a a5 + C) e +4+ ( + ) (res. e C) (a b ) a b (res. + [(a=b) (b=a) ] = ln (a=b) + C) e () + e () (res. ln + e (res. arcsen( ) + C)
3 CÁLCULO DE UMA VARIÁVEL MARIVALDO P MATOS (res. arcsen(=4) + C) (res. 6 arctg(=) + C) (res. arcsen( ) + C) 4 + a 4 (res. a arctg( =a ) + C) e e cos a + sen ln ( arctan ) (res. arcsen e + C) (res. a arctg [(sen )=a] + C) (res. arcsen (ln ) + C) + (res. ln + arctg + C) + (res. 4 ( + ) = + C) + (res. 4 ( + ) = + C) e + e (res. arctg (e ) + C) cos (res. sen + C) sen sen (res. + cos = + C) + cos cos sen 4 tan cos sen + cos (res. (sen ) (sen ) + C) (res. 5 (tg )5= + C) q (res. 6 arctg( tg ) + C)
4 6 METODOS DE INTEGRAÇÃO COMP Integração or Partes 0. e (res. e e + C) 0. ln (res. ln 4 + C) 0. sen (res. sen cos + C) ln (res. ln + C) 05. arcsen (res. arcsen + + C) n n+ ln (res. n + (ln n+ ) + C) 07. arctan (res. arctg + arctg + C) 08. ln( + ) (res. ln + + arctg + C) arcsen (res. arcsen + + C) q q 0. arcsin + (res. arcsen + + arctg + C) arctan. ( + ) (res. arctg 4 ( + + C) ). arctan (res. arcsen. (res. ln 4. ln + + (res. ln 5. h arctg e (res. e e + e ) i + C) arcsen + C) C) 7. Problemas de Valor Inicial 0. ds dt = t(t ) ; s() = (res. s(t) = (t ) 4 5 ) d y 0. = sec ; y(0) = ; y 0 (0) = 0 (res. y(t) = ln(jcos tj) + ) 0. dy dt = et sen(e t ); y(ln ) = 0 (res. y(t) = cos(e t ) + )
5 CÁLCULO DE UMA VARIÁVEL MARIVALDO P MATOS Decomosição em Frações Parciais 0. ( ) (res. ln j j + ln j j + C) ( ) ( ) 0. ( + ) ( + ) ( + 5) ( ) ( + ) 05. ( ) ( ) ( 8) ( + ) 07. ( + ) ( + ) (res (6 7) (7 + ) ( ) (res. 8 ln j + j + 4 ln j + j 5 8 ln j + 5j + C) (res. 4 + ln ln ( ) ln ( + ) + C) (res. + j j= ln j + j (res. + ln + C) + 6 (res. ln jj + + ln j j + C) ln j + j + C) (res. ln ( + ) + ln j + j + C) + (res. ln + ( + ) = + arctan( ) + C) (res. + ln + C) (res. + arctan + C) + arctan( + ) + C ) (res. arctan( ) + C ) (res. 4 ln 5 + C ) (res. arctan ( ) + C ) (res. ln C ) (res. ln ( + ) + ln ( )) (res. 0 ln arctan(0 )) (res. + 4 ln arctan( 7 7 ))
6 64 METODOS DE INTEGRAÇÃO COMP Integrais Trigonométricas sin (res. cos + cos + C) sin 5 (res. cos + cos 5 cos5 + C) cos 4 sen (res. 5 cos5 + 7 cos7 + C) cos sen 4 (res. csc csc + C) 05. tan (res. tan + log jcos j + C) cot 5 (res. 4 csc4 + csc + log jsen j + C) cos 4 (res. 4 sen cos + 8 cos sen C) tan (res. tan + C) cos 0 sen (res. cot + C) 0. cos 4 cos 7 (res. 6 sen + sen + C). cos sin (res. 5 cos5 cos + C). cos sin 5 (res. 6 cos cos 0 4 cos 4 + C) sen. cos (res. sen + C) cot 4. (res. sen 5 ( sen ) C) sen 5. sin cos (res. + (sen )+ + (sen )+ + C) 6. sin (res. cos sen + + C) 7. sec (res. ln jsec + tan j. 8. sec (em (7) faça sec = (res. sen sec + ln jsec + tan j + C: sec +tg sec +tg sec e u = sec + tg e em (8) escreva sec = sec sec )
7 CÁLCULO DE UMA VARIÁVEL MARIVALDO P MATOS cos (res. cos sen + ) sin sec (res. sen sec + sen ln jsec + tan j + C) sin cos (res. 4 sen cos + 8 cos sen C ) cos 6 (res. cos sen ( 6 cos cos ) C ) cosec 4 (res. cot cot + C. Faça csc 4 = csc + csc cot ) tan 4 sec 4 (res. tan7 7 + tan5 5 + C) cos sen 4 (res. cos 6 4 cos + C ) sin 4 (res. cos sen + + C ) sec 8 (res. tan7 7 + tan5 5 + tan + tan + C ) sen sen (res. 4 sen 8 sen 4 + C ) cos 9. sen 4 (res. cot + C ) 0. sen( 4 ) cos( 4 ) (res. cos + cos + C ) Substituições Trigonométricas As integrais que envolvem as eressões a e a odem ser calculadas com auílio de substituições eseciais. As substituições mais comuns são: = a tg ; = a sen e = a sec e elas são deduzidas a artir das relações nos triângulos retângulos da gura abaio:
8 66 METODOS DE INTEGRAÇÃO COMP. 7 Substituições Trigonométricas. a mudança = a tg substitui a + or a sec. a mudança = a sen substitui a or a cos. a mudança = a sec substitui a or a tg a (res. a arcsin (=a) + C) 4 (res. (4 ) + arcsin + C) q(a + ) (res a a + + C) (res ln C) (res. ln( + 4 5) + C) q (res. ln j ( + ) j + C) (res arcsin( ) + C) (res. ln j + + j + C) (res. ln( + 4) + C) (res. ln( ) + C) 4 (res. arcsin (=) 8 4 = C 8 (res. 8 arcsin + + C) a (res C) (res C) (res. a + a arcsec (=a) + C) (res. arcsin[(8 + ) = 4])
9 CÁLCULO DE UMA VARIÁVEL MARIVALDO P MATOS (res. ln j j) (res. arcsin[(6 + 7) = 09]) ( + 5) (res. ln j ( + 5)j) 5 ( + ) ( ) + 66 (res. 5 ln j0 + 0 (5 )j) (res ln j j) (res ) ( + 5) ( ) (res. ( ) + 4 ln j4 + 8 ( )j) 7.6 Integral de Funções Eseciais Funções Envolvendo e() e 0. tanh 0. e 0. e + sinh e + + cosh [res.: 0) ln (cosh ) 0) ln (e ) 0) arctan (e ) 04) tanh ln tanh ln tanh + ] Funções Envolvendo Radicais ( 7 + ) ( 6 + ) [res.: 0) 4 [ 4 ln( 4 4 +)] 0) ) log 4 log ( + ) h 4 04) i ) ( + ) 06) 5 (4 + ) ( ) ]
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