Cálculo Exemplos

$9 x \cos (3 x)$

Etapa 1

Escreva $9 x \cos (3 x)$ como uma função.

$f (x) = 9 x \cos (3 x)$

Etapa 2

É possível determinar a função $F (x)$ encontrando a integral indefinida da derivada $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Etapa 3

Estabeleça a integral para resolver.

$F (x) = \int 9 x \cos (3 x) d x$

Etapa 4

Como $9$ é constante com relação a $x$ , mova $9$ para fora da integral.

$9 \int x \cos (3 x) d x$

Etapa 5

Integre por partes usando a fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , em que $u = x$ e $d v = \cos (3 x)$ .

$9 (x (\frac{1}{3} \sin (3 x)) - \int \frac{1}{3} \sin (3 x) d x)$

Etapa 6

Simplifique.

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Etapa 6.1

Combine $\frac{1}{3}$ e $\sin (3 x)$ .

$9 (x \frac{\sin (3 x)}{3} - \int \frac{1}{3} \sin (3 x) d x)$

Etapa 6.2

Combine $x$ e $\frac{\sin (3 x)}{3}$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \int \frac{1}{3} \sin (3 x) d x)$

Etapa 6.3

Combine $\frac{1}{3}$ e $\sin (3 x)$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \int \frac{\sin (3 x)}{3} d x)$

Etapa 7

Como $\frac{1}{3}$ é constante com relação a $x$ , mova $\frac{1}{3}$ para fora da integral.

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - (\frac{1}{3} \int \sin (3 x) d x))$

Etapa 8

Deixe $u = 3 x$ . Depois, $d u = 3 d x$ , então, $\frac{1}{3} d u = d x$ . Reescreva usando $u$ e $d$ $u$ .

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Etapa 8.1

Deixe $u = 3 x$ . Encontre $\frac{d u}{d x}$ .

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Etapa 8.1.1

Diferencie $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [3 x]$

Etapa 8.1.2

Como $3$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $3 x$ em relação a $x$ é $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 8.1.3

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

$3 \cdot 1$

Etapa 8.1.4

Multiplique $3$ por $1$ .

$3$

Etapa 8.2

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

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3} \int \sin (u) \frac{1}{3} d u)$

Etapa 9

Combine $\sin (u)$ e $\frac{1}{3}$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3} \int \frac{\sin (u)}{3} d u)$

Etapa 10

Como $\frac{1}{3}$ é constante com relação a $u$ , mova $\frac{1}{3}$ para fora da integral.

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3} (\frac{1}{3} \int \sin (u) d u))$

Etapa 11

Simplifique.

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Etapa 11.1

Multiplique $\frac{1}{3}$ por $\frac{1}{3}$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3 \cdot 3} \int \sin (u) d u)$

Etapa 11.2

Multiplique $3$ por $3$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{9} \int \sin (u) d u)$

Etapa 12

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

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{9} (- \cos (u) + C))$

Etapa 13

Reescreva $9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{9} (- \cos (u) + C))$ como $9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} + \frac{\cos (u)}{9}) + C$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} + \frac{\cos (u)}{9}) + C$

Etapa 14

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $3 x$ .

$9 (\frac{x \sin (3 x)}{3} + \frac{\cos (3 x)}{9}) + C$

Etapa 15

Simplifique.

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Etapa 15.1

Aplique a propriedade distributiva.

$9 \frac{x \sin (3 x)}{3} + 9 \frac{\cos (3 x)}{9} + C$

Etapa 15.2

Cancele o fator comum de $3$ .

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Etapa 15.2.1

Fatore $3$ de $9$ .

$3 (3) \frac{x \sin (3 x)}{3} + 9 \frac{\cos (3 x)}{9} + C$

Etapa 15.2.2

Cancele o fator comum.

$3 \cdot 3 \frac{x \sin (3 x)}{3} + 9 \frac{\cos (3 x)}{9} + C$

Etapa 15.2.3

Reescreva a expressão.

$3 (x \sin (3 x)) + 9 \frac{\cos (3 x)}{9} + C$

Etapa 15.3

Cancele o fator comum de $9$ .

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Etapa 15.3.1

Cancele o fator comum.

$3 (x \sin (3 x)) + 9 \frac{\cos (3 x)}{9} + C$

Etapa 15.3.2

Reescreva a expressão.

$3 (x \sin (3 x)) + \cos (3 x) + C$

$3 x \sin (3 x) + \cos (3 x) + C$

Etapa 16

A resposta é a primitiva da função $f (x) = 9 x \cos (3 x)$ .

$F (x) =$ $3 x \sin (3 x) + \cos (3 x) + C$