Exercícios Resolvidos de Integração por Partes

UERJ – Cálculo 1 - Lista Integrais Professora Renata - 3

Calcule a Integral:

∫ x 4 ln ⁡ x 2 d x

Passo 1

Como polinômio desse jeito e logarítmica não tem nenhuma relação direta, vou pensar em Integral por partes. Pelo LIATE eu devo chamar o log. de u e o resto vai ser d v :

u = ln ⁡ x 2           ;           d u = 2 ln ⁡ x x d x

d v = x 4 d x           ;           v = x 5 5

∫ x 4 ln ⁡ x 2 d x = ln ⁡ x 2 x 5 5 - ∫ x 5 5 2 ln ⁡ x x d x

1 5 x 5 ln ⁡ x 2 - 2 ∫ x 4 ln ⁡ x d x

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Sobrou uma integral que novamente mistura log e polinômio. Mesmo processo, amigo:

u = ln ⁡ x         ;           d u = d x x

d v = x 4 d x           ;           v = x 5 5

∫ x 4 ln ⁡ x d x = ln ⁡ x x 5 5 - ∫ x 5 5 d x x = ln ⁡ x x 5 5 - 1 5 x 5 5

Passo 3

Vou trazer de volta para a equação inicial:

∫ x 4 ln ⁡ x 2 d x = 1 5 x 5 ln ⁡ x 2 - 2 ∫ x 4 ln ⁡ x d x

= 1 5 x 5 ln ⁡ x 2 - 2 ln ⁡ x x 5 5 + 2 x 5 25

= x 5 5 ln ⁡ x 2 - 2 ln ⁡ x 5 + 2 25

Colocando a constante no final da integral: ∫ x 4 ln ⁡ x 2 d x = x 5 5 ln ⁡ x 2 - 2 ln ⁡ x 5 + 2 25 + C

Resposta

∫ x 4 ln ⁡ x 2 d x = x 5 5 ln ⁡ x 2 - 2 ln ⁡ x 5 + 2 25 + C

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