MATEMÁTICA MANIA
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[CECIERJ/2022 - Tutor PVS] Integral: cálculo de área Empty [CECIERJ/2022 - Tutor PVS] Integral: cálculo de área

Ter 15 Fev 2022, 17:45
Considere, no plano cartesiano, a curva de equação svg.image?y&space;=&space;\frac{\sin&space;x}{1&space;-&space;\sin^2&space;x} definida para todo x real, diferente de svg.image?\frac{\pi}{2}&space;+&space;k&space;\pi, com k inteiro.

A área da região do plano limitado pelas retas y = 0 e svg.image?x&space;=&space;\frac{\pi}{3} e pela curva dada é

a) 1/4

b) 1/2

c) 1

d) 5/4

e) 3/2


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[CECIERJ/2022 - Tutor PVS] Integral: cálculo de área Empty Re: [CECIERJ/2022 - Tutor PVS] Integral: cálculo de área

Qua 16 Fev 2022, 09:55
Questão escreveu:Considere, no plano cartesiano, a curva de equação svg.image?y&space;=&space;\frac{\sin&space;x}{1&space;-&space;\sin^2&space;x} definida para todo x real, diferente de svg.image?\frac{\pi}{2}&space;+&space;k&space;\pi, com k inteiro.

A área da região do plano limitado pelas retas y = 0 e svg.image?x&space;=&space;\frac{\pi}{3} e pela curva dada é
a) 1/4
b) 1/2
c) 1
d) 5/4
e) 3/2
Gabarito:

Inicialmente, devemos encontrar o ponto de abscissa quando y é nulo. Segue,

svg.image?\\&space;\mathtt{y&space;=&space;\frac{\sin&space;x}{1&space;-&space;\sin^2&space;x}}&space;\\\\&space;\mathtt{y&space;=&space;\frac{\sin&space;x}{\cos^2&space;x}}&space;\\\\&space;\mathtt{\sin&space;x&space;=&space;0&space;\cdot&space;\cos^2&space;x}&space;\\&space;\mathtt{\sin&space;x&space;=&space;0}&space;\\&space;\boxed{\mathtt{x&space;=&space;0}}

Isto posto, temos que a área da curva em questão é dada por:

svg.image?\boxed{\mathtt{A&space;=&space;\int_{0}^{\frac{\pi}{3}}&space;\frac{\sin&space;x}{\cos^2&space;x}&space;dx}}

Para solucionar essa integral, podemos fazer a seguinte substituição simples, veja:

svg.image?\mathtt{\cos&space;x&space;=&space;\lambda&space;\Rightarrow&space;-&space;\sin&space;x&space;\&space;dx&space;=&space;d\lambda}

Por conseguinte,

svg.image?\\&space;\mathtt{&space;A&space;=&space;\int_{0}^{\frac{\pi}{3}}&space;\frac{\sin&space;x}{\cos^2&space;x}&space;dx}&space;\\\\&space;\mathtt{A&space;=&space;\int_{1}^{\frac{1}{2}}&space;\frac{-&space;1}{\lambda^2}&space;d\lambda}&space;\\\\&space;\mathtt{A&space;=&space;-&space;\int_{1}^{\frac{1}{2}}&space;\lambda^{-&space;2}&space;d\lambda}
svg.image?\\&space;\mathtt{A&space;=&space;-&space;\left&space;[&space;\frac{y^{-&space;1}}{-&space;1}&space;\right&space;]_{1}^{\frac{1}{2}}}&space;\\\\&space;\mathtt{A&space;=&space;-&space;\left&space;[&space;\frac{-&space;1}{\lambda}&space;\right&space;]_{1}^{\frac{1}{2}}}&space;\\\\&space;\mathtt{A&space;=&space;-&space;\left&space;(&space;\frac{-&space;1}{\frac{1}{2}}&space;-&space;\frac{-&space;1}{1}&space;\right&space;)}&space;\\\\&space;\mathtt{A&space;=&space;-&space;\left&space;(&space;-&space;2&space;+&space;1&space;\right&space;)}&space;\\\\&space;\boxed{\boxed{\mathtt{A&space;=&space;1}}
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