Matemática, perguntado por Baldério, 1 ano atrás

Investigar a seguinte integral imprópria:

\mathsf{\displaystyle\int\limits_{e}^{+\infty}\dfrac{dx}{x(lnx)^2}}}


Resoluções sem cálculos e trolls serão eliminadas.

Soluções para a tarefa

Respondido por Lukyo
8

Avaliar a integral imprópria:

    \mathsf{\displaystyle\int _e^{+\infty} \frac{dx}{x(\ell n\,x)^2}}\\\\\\ \mathsf{\displaystyle=\int _e^{+\infty} \frac{1}{(\ell n\,x)^2}\cdot \frac{1}{x}\,dx}

Vamos fazer uma mudança de variável

    \mathsf{u=\ell n\,x\quad\Longrightarrow \quad du=\dfrac{1}{x}\,dx}

Novos limites de integração:

    \begin{array}{lcl}\mathsf{Quando~~x=e}&\quad\Longrightarrow\quad&\mathsf{u=\ell n\,e}\\\\ &&\mathsf{u=1}\\\\\\ \mathsf{Quando~~x\to +\infty}&\quad\Longrightarrow\quad&\mathsf{u\to +\infty}\end{array}

e a integral fica

    \mathsf{\displaystyle=\int_1^{+\infty} \frac{1}{u^2}\,du}\\\\\\ \mathsf{\displaystyle=\int_1^{+\infty} u^{-2}\,du}\\\\\\ \mathsf{=\dfrac{u^{-2+1}}{-2+1}\bigg|_1^{+\infty}}\\\\\\ \mathsf{=\dfrac{u^{-1}}{-1}\bigg|_1^{+\infty}}\\\\\\ \mathsf{=-\,\dfrac{1}{u}\bigg|_1^{+\infty}}

    \mathsf{=\underset{u\to +\infty}{\ell im} \Big(\!-\dfrac{1}{u}\Big)-\Big(\!-\dfrac{1}{1}\Big)}\\\\\\ \mathsf{=0-(-1)}\\\\\\ \mathsf{=1\quad\longleftarrow\quad resposta.}

Dúvidas? Comente.

Bons estudos! :-)


Baldério: muito obrigado colega
Lukyo: Disponha! :-)
rebecaestivaletesanc: Eu amo essas soluções fantásticas. Adoro ver como esse menino liquida com a questão. Parabéns.
Lukyo: Obrigado pela apreciação. Fico feliz que gostou! :-)
Baldério: O Lucas tem uma forma muito elegante de desenvolver as resoluções, postei a questão pois havia achado 1 como resposta e o gabarito do livro dizia ser "e".
Respondido por marcelo7197
2

Explicação passo-a-passo:

Cálculo da integral:

\mathsf{\displaystyle\int\limts_{e}^{+\infty}~\mathsf{\dfrac{dx}{x(lnx)^2}} } \\

Seja:

\mathsf{lnx~=~u} \\

\mathsf{du~=~\dfrac{1}{x}dx} \\

\mathsf{I~=~\displaystyle\int\limts_{e}^{+\infty}~u^{-2}dx }\\

\mathsf{I~=~-\dfrac{1}{lnx} } \\

\mathsf{I~\Bigg|\limits_{e}^{+\infty}~=~-\dfrac{1}{lnx}\Bigg|\limts_{e}^{+\infty}}~=~-\[\lim_{\rightarrow+\infty} \dfrac{1}{lnx}-\Big(-\dfrac{1}{lne}\Big)\] \\

\mathsf{I~\Bigg|\limts_{e}^{+\infty}~=~-\dfrac{1}{+\infty}+1 } \\

\boxed{\boxed{\mathsf{I~\Bigg|\limts_{e}^{+\infty}=1 }}}} \\

Espero ter ajudado bastante!)

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