A integração por substituição e a integração por partes são métodos essenciais na disciplina de Cálculo Diferencial e Integral. A integração por substituição envolve a mudança dos limites de integração ao variar a variável, tornando-se útil para integrar produtos de funções diferentes, onde uma é fácil de integrar e a outra de derivar.
“Seja 𝑓 uma função definida num intervalo real 𝐼 = [𝑎, 𝑏]. Uma primitiva (ou antiderivada) de 𝑓 em 𝐼 é uma função 𝐹 definida em 𝐼 onde F'(x)=f(x) para qualquer 𝑥 ∈ 𝐼". Isto significa que seja uma função , e a função , então 𝐹 é primitiva de 𝑓 se a derivada de 𝐹 for igual a 𝑓.
Primitiva é a relação inversa da derivada. Por exemplo, sabemos que a derivada de x 2 x^2 x2 é 2 x 2x 2x . Isso significa que uma primitiva de 2 x 2x 2x é x 2 x^2 x2 . Cada função tem uma família de primitivas.
INTEGRAÇÃO POR SUBSTITUIÇÃO
Essa técnica é mais útil quando temos um produto de funções diferentes, como por exemplo, logaritmo multiplicado por função trigonométrica, exponencial multiplicada por polinômio, e assim por diante, sendo uma delas fácil de integrar e a outra mais fácil de derivar.
Existem 2 métodos para se calcular uma integral definida por substituição. Um deles consiste em se calcular a integral indefinida e então usar o TFC2. O outro método, usualmente preferível, consiste em mudar os limites de integração ao se variar a variável.
INTEGRAL INDEFINIDA
F(x) = x2 é uma antiderivada (primitiva) de f(x) = 2x, pois F '(x) = 2x. F(x) = x2 + 7 é uma antiderivada (primitiva) de f(x) = 2x, pois F '(x) = 2x. F(x) = x2 + ½ é uma antiderivada (primitiva) de f(x) = 2x, pois F '(x) = 2x.
A integral definida de uma função f(x), num intervalo [a,b] é igual à área entre a curva de f(x) e o eixo dos x. e pelo eixo x. que é o mesmo resultado obtido por integração. (x2 – 2x + 8), entre x = -2 e x = 4.
Na Geometria, além do cálculo de áreas sob curvas como já vimos, podemos usar a Integral Definida para calcular comprimento de arcos e volumes; na Física, para calcular o trabalho realizado por uma força, momento, centros de massa e momento de inércia, além de várias outras aplicações.
A integral indefinida é aquela que não possui intervalos de integração e por isso ela não representa a área sobre uma curva.
INTEGRAÇÃO POR PARTES
Calcular R
x sen x dx.
Solu¸c˜ao. Tomaremos u = x, e dv = sen x dx.
Teremos du = 1 dx = dx, e v =
R
sen x dx.
Para os prop´ositos da integra¸c˜ao por partes, basta tomar v = − cos x, menosprezando a constante arbitr´aria da integral v =
R
sen x dx, pois uma tal escolha da fun¸c˜ao
v ´e suficiente para validar a f´ormula 16.2.
Temos ent˜ao
Z
x sen x dx =
Z
u · dv
= u · v −
Z
v · du
= x · (− cos x) −
Z
(− cos x) dx
= −x cos x +
Z
cos x dx
= −x cos x + sen x + C
No cálculo integral, integração por partes é um método que permite expressar a integral de um produto de funções em outra integral. A integração por partes pode ser vista como uma versão integrada da regra do produto.
A integração por partes é uma técnica de integração utilizada para integrar um produto de funções. Essa técnica é mais útil quando temos um produto de funções diferentes, como por exemplo, logaritmo multiplicado por função trigonométrica, exponencial multiplicada por polinômio, e assim por diante, sendo uma delas fácil de integrar e a outra mais fácil de derivar.
Passo 1: Decidir quem Vai ser e quem vai ser Ver mais.
PASSO 2: Calcular , derivando a função Ver mais.
PASSO 3: Calcular integrando a função Ver mais.
PASSO 4: Aplicar a fórmula de integração por partes Ver mais.
PASSO 5: Calcular a integral Ver mais.