Matemática, perguntado por LucasJairo, 1 ano atrás

Calcule a integral

9)  \int\ {} \frac{dx}{x \sqrt{x^2+4} }  \,

Soluções para a tarefa

Respondido por deividsilva784
1
Vamos utilizar a seguinte substituição trigonométrica:

x² + a² ⇔ x =  atg(u)

x² + 2² ⇔ x = 2tg(u)

Ou seja,

x = 2tg(u)

Vamos derivar ambos os lados...

dx = 2Sec²udu
-------------------

Logo,

 \\ = \int\limits  { \frac{dx}{x \sqrt{x^2+4} } } \, =    \int\limits  { \frac{2Sec^2udu}{2tgu\sqrt{(2tgu)^2+4} } } \, 
 \\ 
 \\ =  \int\limits  { \frac{2Sec^2udu}{2tgu\sqrt{4tg^2u+4} } } \,
 \\ 
 \\ =  \int\limits  { \frac{2Sec^2udu}{2tgu\sqrt{4(tg^2u+1)} } } \,

Substituindo tg²u+1 = Sec²u
-------------------

 \\ =  \int\limits { \frac{2sec^2udu}{2tgu \sqrt{4Sec^2u} } } \,  
 \\ 
 \\ =   \int\limits { \frac{2sec^2udu}{2tgu*2Secu } } \,  
 \\ 
 \\ =  \frac{1}{2}  \int\limits { \frac{secudu}{tgu } } \,  
 \\ 
 \\ = \frac{1}{2} \int\limits { \frac{ \frac{1}{Cosu} du}{ \frac{Senu}{Cosu} } } \,  
 \\ 
 \\ = \frac{1}{2} \int\limits { \frac{1}{Cosu} } * \frac{Cosu}{Senu} \, du
 \\ 
 \\  =  \frac{1}{2} \int\limits { \frac{1}{Senu} }  \, du

Sabemos que, 1/Senu = Cossecu
---------------------------

=  \frac{1}{2} \int\limits {Cossecu}  \, du

Sabemos que essa integral é tabelada e vale : ln| Cossecu - Cotgu|

Então teremos:

 \\ =  \frac{1}{2} ln| Cossecu- Cotgu| + C
--------------------------

Achando o valor de cotgu e cossecu
---------------

Temos que:

2tgu = x

tgu =  \frac{x}{2}

Como tgu =  Co/ ca

logo,

Co = x
Ca = 2
--------------------

Achando hip:

hip² = co²+ca²

hip² = x² + 2²

hip = √(x²+4)
----------------

Como Cotgu = 1/tgu

Então,

Cotgu = 1/(x/2)

Cotgu = 2/x
----------------------

Cossecu = 1/Senu

Cossecu = 1/(Co/hip)

Cossecu = Hip/Co

Cossecu = √(x²+4)/x
-------------------------

Agora só substituir:


 \\ =  \frac{1}{2}ln|  \frac{ \sqrt{x^2+4} }{x} - \frac{2}{x} |+C
 \\ 
 \\ = \frac{1}{2}ln|  \frac{ \sqrt{x^2+4}-2 }{x} |+C

Respondido por Usuário anônimo
0

\sf \displaystyle  \int \frac{dx}{x\sqrt{x^2+4}}\\\\\\\int \frac{sec \left(u\right)}{2tan \left(u\right)}du\\\\\\=\frac{1}{2}\cdot \int \frac{sec \left(u\right)}{tan \left(u\right)}du\\\\\\=\frac{1}{2}\cdot \int \frac{1}{v}dv\\\\\\\frac{1}{2}ln \left|v\right|\\\\\\=\frac{1}{2}ln \left|tan \left(\frac{arctan \left(\frac{1}{2}x\right)}{2}\right)\right|\\\\\\\to \boxed{\sf =\frac{1}{2}ln \left|tan \left(\frac{arctan \left(\frac{1}{2}x\right)}{2}\right)\right|+C}

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