Calcule a integral

int_()^() ((t^2 + 3)^2)/(t^6) d t

Passo 1

Olááá, tudo bem??

Nessa questão vamos trabalhar com antiderivada e integração indefinida e antes de pôr as contas na ponta do lápis, vamos fazer uma rápida revisão sobre esses conceitos.

De forma sucinta, uma integral pode ser definida como a área resultante de uma região curva não simétrica que pode apresentar limites de integração (integral definida) ou não (integral indefinida). No caso de uma integral indefinida, o seu resultado é uma função f que é conhecida como sendo a antiderivada de f ' .

I = int_()^() f ' ( x ) d x = f (x) + C

Para alguma constante C e todo x no intervalo de I .

Algumas funções simples já tem suas antiderivadas tabeladas, o que facilita o cálculo de funções que são a mistura de algumas delas ou de funções mais complexas. A seguir, temos algumas propriedades:

(i) int_()^() c f (x) d x = c int_()^() f (x) d x p a r a q u a l q u e r c o n s t a n t e c

(i i) int_()^() [f (x) + g (x)] d x = int_()^() f (x) d x + int_()^() g (x) d x

(i i i) int_()^() [f (x) - g (x)] d x = int_()^() f (x) d x - int_()^() g (x) d x

Passo 2

A integral dada pelo enunciado é uma integral indefinida (não possui intervalos de integração) e apresenta uma divisão de funções: (t^2 + 3)^2 e t^6 . A resolução de integrais desse tipo se dá pela regra da potência que nos diz que

int_()^() a x^n d x = a ((x^(n + 1))/(n + 1)) + C

Sendo a uma constante qualquer e n = 0 , 1 , 2 ... o valor da potência.

Para facilitar a resolução, vamos estender a equação.

int_()^() ((t^2 + 3)^2)/(t^6) d t = int_()^() (t^4 + 6 t^2 + 9)/(t^6) d t

int_()^() (t^4)/(t^6) + (6 t^2)/(t^6) + (9)/(t^6) d t

= int_()^() t^(- 2) d t + 6 int_()^() t^(- 4) d t + 0 int_()^() t^(- 6) d t

= [((t^(- 2 + 1))/(- 2 + 1)) + 6 ((t^(- 4 + 1))/(- 4 + 1)) + 9 ((t^(- 6 + 1))/(- 6 + 1))] + C

= - (1)/(t) + (- (6)/(3 t^3)) + (- (9)/(5 t^5)) + C

Logo,

int_()^() ((t^2 + 3)^2)/(t^6) d t = - (1)/(t) - (2)/(t^3) - (9)/(5 t^5) + C

Até a próxima! =]

Resposta

- (1)/(t) - (2)/(t^3) - (9)/(5 t^5) + C