Matemática, perguntado por mariliamat2012, 1 ano atrás

integral de sen ³ x dx

Soluções para a tarefa

Respondido por ArthurPDC
4
É dada a integral:

\displaystyle
I=\int\sin^3(x)\,dx

Vamos resolvê-la por partes:

\displaystyle I=\int\sin^3(x)\,dx=\int\sin^2(x)\cdot\sin(x)\,dx\\\\
u=\sin^2(x)\Longrightarrow du=2\sin(x)\cos(x)\,dx\\
dv=\sin(x)\,dx\Longrightarrow v=-\cos(x)\\\\
I=uv-\int v\,du=-\sin^2(x)\cos(x)-\int(-\cos(x))\cdot2\sin(x)\cos(x)\,dx\\\\
I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)\cos^2(x)\,dx

Na última expressão, utilizaremos relação \sin^2(x)+\cos^2(x)=1\Lonrightarrow \cos^2(x)=1-\sin^2(x). Assim:

\displaystyle
I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)\cos^2(x)\,dx\\\\
I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)(1-\sin^2(x))\,dx\\\\
I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)\,dx-2\underbrace{\int \sin^3(x)\,dx}_{I} 

Note que a integral destacada acima é igual à integral que queremos calcular (no caso, I). Substituindo:

\displaystyle
I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)\,dx-2\underbrace{\int \sin^3(x)\,dx}_{I}\\\\
I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)\,dx-2I\\\\
3I=-\sin^2(x)\cos(x)+2\int\sin(x)\,dx\\\\
3I=-\sin^2(x)\cos(x)+2(-\cos(x))\\\\
3I=-\sin^2(x)\cos(x)-2\cos(x)\\\\
3I=-(1-\cos^2(x))\cos(x)-2\cos(x)\\\\
3I=-\cos(x)+\cos^3(x)-2\cos(x)\\\\
3I=\cos^3(x)-3\cos(x)\\\\
I=\dfrac{1}{3}\cos^3(x)-\cos(x)\\\\
\boxed{\int\sin^3(x)\,dx=\dfrac{1}{3}\cos^3(x)-\cos(x)}

mariliamat2012: Obrigada. Você é fantástico!
mariliamat2012: Poderia me ajudar nas outras questões de integrais que postei?
ArthurPDC: De nada! Posso tentar haha
mariliamat2012: Agradeço sua atenção.
mariliamat2012: É possível existir uma função f: [0,25} em R ilimitada e integrável?
Respondido por CyberKirito
4

\displaystyle\sf\int sen^3(x)~dx=\int sen^2(x)\cdot sen(x)~dx\\\displaystyle\int (1-cos^2(x))\cdot sen(x)~dx\\\sf fac_{\!\!,}a~u=cos(x)\implies du=-sen(x)~dx\\\displaystyle\sf\int(1-cos^2(x))\cdot sen(x)~dx=-\int(1-u^2)du=-u+\dfrac{1}{3}u^3+k\\\displaystyle\sf\int sen^3(x)~dx=-cos(x)+\dfrac{1}{3} ~cos^3(x)+k

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