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Integral por substituição trigonométrica

Integral por substituição trigonométrica

Mensagempor Crist » Seg Nov 12, 2012 20:46

Não estou conseguindo continuar esse exercício, estou aprendendo agora e tenho dúvidas se alguém puder me ajudar



\int_{4}^{5}\sqrt[2]{x^2 - 16}/ x^2 \approx 0,09

aqui desenvolvi até


\int_{4}^{5}tg^2\theta / sec\theta d\theta

agora naõ sei continuar
Crist
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Re: Integral por substituição trigonométrica

Mensagempor e8group » Qui Nov 15, 2012 15:38

Vamos fazer 4/cos(\theta) =  x de onde dx = 4 \cdot cos^{-2} \theta \cdot sin(\theta) d\theta .

Substituindo na integral , temos que ,


\int_4^5 \frac{\sqrt{x^2 - 16}}{x^2} dx = \int_4^5 \frac{\sqrt{\frac{16}{cos^2(\theta)} - 16}}{\frac{16}{cos^2(\theta)}}   4 \cdot cos^{-2} \theta \cdot sin(\theta) d\theta   = \int_4^5 \sqrt{sec^2 \theta - 1} \cdot \sin \theta  d\theta


Agora, através da relação fundamental trigonométrica cos^2(\theta) +  sin^2(\theta) =  1 multiplicando ambos lados da igualdade por 1/cos^2( \theta) e logo após somando - 1 , vamos obter que ,

tan^2(\theta) =  sec^2(\theta) - 1 que nos leva ,



\int_4^5 \sqrt{sec^2 \theta - 1} \cdot \sin \theta  d\theta =   \int_4^5 tan(\theta) sin(\theta) d\theta  =   \int_4^5  \frac{sin^2\theta}{cos\theta} d\theta  =    \int_4^5 \frac{1 - cos^2 \theta}{cos\theta} d\theta  =  \int_4^5  \frac{d\theta}{cos\theta} - \int_4^5 cos\theta d\theta


Consegue concluir ?

Qualquer dúvida , post algo .


PS.: Qual substituição você fez , para chegar até onde parou ?
e8group
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}