Cálculo Exemplos

$\frac{d y}{d x} = \sin^{2} (x)$

Etapa 1

Reescreva a equação.

$d y = \sin^{2} (x) d x$

Etapa 2

Integre os dois lados.

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Etapa 2.1

Determine uma integral de cada lado.

$\int d y = \int \sin^{2} (x) d x$

Etapa 2.2

Aplique a regra da constante.

$y + C_{1} = \int \sin^{2} (x) d x$

Etapa 2.3

Integre o lado direito.

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Etapa 2.3.1

Use a fórmula do arco metade para reescrever $\sin^{2} (x)$ como $\frac{1 - \cos (2 x)}{2}$ .

$y + C_{1} = \int \frac{1 - \cos (2 x)}{2} d x$

Etapa 2.3.2

Como $\frac{1}{2}$ é constante com relação a $x$ , mova $\frac{1}{2}$ para fora da integral.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} \int 1 - \cos (2 x) d x$

Etapa 2.3.3

Divida a integral única em várias integrais.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (\int d x + \int - \cos (2 x) d x)$

Etapa 2.3.4

Aplique a regra da constante.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x + C_{2} + \int - \cos (2 x) d x)$

Etapa 2.3.5

Como $- 1$ é constante com relação a $x$ , mova $- 1$ para fora da integral.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x + C_{2} - \int \cos (2 x) d x)$

Etapa 2.3.6

Deixe $u = 2 x$ . Depois, $d u = 2 d x$ , então, $\frac{1}{2} d u = d x$ . Reescreva usando $u$ e $d$ $u$ .

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Etapa 2.3.6.1

Deixe $u = 2 x$ . Encontre $\frac{d u}{d x}$ .

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Etapa 2.3.6.1.1

Diferencie $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Etapa 2.3.6.1.2

Como $2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $2 x$ em relação a $x$ é $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 2.3.6.1.3

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Etapa 2.3.6.1.4

Multiplique $2$ por $1$ .

$2$

Etapa 2.3.6.2

Reescreva o problema usando $u$ e $d u$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x + C_{2} - \int \cos (u) \frac{1}{2} d u)$

Etapa 2.3.7

Combine $\cos (u)$ e $\frac{1}{2}$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x + C_{2} - \int \frac{\cos (u)}{2} d u)$

Etapa 2.3.8

Como $\frac{1}{2}$ é constante com relação a $u$ , mova $\frac{1}{2}$ para fora da integral.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x + C_{2} - (\frac{1}{2} \int \cos (u) d u))$

Etapa 2.3.9

A integral de $\cos (u)$ com relação a $u$ é $\sin (u)$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x + C_{2} - \frac{1}{2} (\sin (u) + C_{3}))$

Etapa 2.3.10

Simplifique.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x - \frac{1}{2} \sin (u)) + C_{4}$

Etapa 2.3.11

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $2 x$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x - \frac{1}{2} \sin (2 x)) + C_{4}$

Etapa 2.3.12

Simplifique.

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Etapa 2.3.12.1

Combine $\sin (2 x)$ e $\frac{1}{2}$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (x - \frac{\sin (2 x)}{2}) + C_{4}$

Etapa 2.3.12.2

Aplique a propriedade distributiva.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} x + \frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2}) + C_{4}$

Etapa 2.3.12.3

Combine $\frac{1}{2}$ e $x$ .

$y + C_{1} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2}) + C_{4}$

Etapa 2.3.12.4

Multiplique $\frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2})$ .

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Etapa 2.3.12.4.1

Multiplique $\frac{1}{2}$ por $\frac{\sin (2 x)}{2}$ .

$y + C_{1} = \frac{x}{2} - \frac{\sin (2 x)}{2 \cdot 2} + C_{4}$

Etapa 2.3.12.4.2

Multiplique $2$ por $2$ .

$y + C_{1} = \frac{x}{2} - \frac{\sin (2 x)}{4} + C_{4}$

Etapa 2.3.13

Reordene os termos.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin (2 x) + C_{4}$

Etapa 2.4

Agrupe a constante de integração no lado direito como $K$ .

$y = \frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin (2 x) + K$