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Trig. Integral

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Mensagempor stuart clark » Ter Jul 08, 2014 04:04

Evaluation of \displaystyle \int \sqrt[4]{\tan x}dx
stuart clark
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Re: Trig. Integral

Mensagempor e8group » Ter Jul 08, 2014 14:10

Every positive number can be written as a positive number to the power 4 . In order to us evaluate the integral ,let 0 \leq  tan(x) := u^4 , u > 0  (*) . Taking a derivative from both sides of (*) , we get

sec^2(x)  dx = 4 \cdot u^3 du    (**). Now , we use an identity to give an expression a more convenient form

tan^2(\theta) + 1 =  sec^2(\theta)  , \forall \theta \in\mathbb{R} .Thus

(1+ \underbrace{tan^2x}_{u^8} )dx = 4 \cdot u^3 du which yields

dx = 4\frac{u^3}{1+u^8} du . And finally we have ,


\int \sqrt[4]{tan(x)} dx = 4 \int \frac{u^4}{1+u^8} du .

I'm not sure if i'm on the right track ... Perhaps , we can attempt to use partial
fraction decomposition to write the latter integrand as a sum of fractions .

There's a trick to express u^8 + 1 as a
product of two irreducible polynomials ...

1+u^8 = 1+ (u^4)^2 =  1^2 + 2 \cdot u^4 + (u^4)^2 -  2 \cdot u^4  = (1+u^4)^2 - (\sqrt{2}u^2)^2  =   (1+u^4 + \sqrt{2} \cdot u^2 +1 ) (1+u^4 - \sqrt{2} \cdot u^2 +1 )
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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}