Cálculo Exemplos

$\int x \sin (3 x) d x$

Etapa 1

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

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

Etapa 2

Simplifique.

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Etapa 2.1

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

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

Etapa 2.2

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

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

Etapa 3

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

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

Etapa 4

Simplifique.

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Etapa 4.1

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

$- \frac{x \cos (3 x)}{3} + 1 (\frac{1}{3} \int \cos (3 x) d x)$

Etapa 4.2

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

$- \frac{x \cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3} \int \cos (3 x) d x$

Etapa 5

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 5.1

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

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Etapa 5.1.1

Diferencie $3 x$ .

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

Etapa 5.1.2

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 5.1.3

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 5.1.4

Multiplique $3$ por $1$ .

$3$

Etapa 5.2

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

$- \frac{x \cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3} \int \cos (u) \frac{1}{3} d u$

Etapa 6

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

$- \frac{x \cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3} \int \frac{\cos (u)}{3} d u$

Etapa 7

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

$- \frac{x \cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3} (\frac{1}{3} \int \cos (u) d u)$

Etapa 8

Simplifique.

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Etapa 8.1

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

$- \frac{x \cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3 \cdot 3} \int \cos (u) d u$

Etapa 8.2

Multiplique $3$ por $3$ .

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

Etapa 9

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

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

Etapa 10

Simplifique.

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Etapa 10.1

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

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

Etapa 10.2

Simplifique.

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Etapa 10.2.1

Combine $x$ e $\frac{1}{3}$ .

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

Etapa 10.2.2

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

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

Etapa 11

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

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

Etapa 12

Reordene os fatores em $\frac{\cos (3 x) x}{3}$ .

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

Etapa 13

Simplifique.

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Etapa 13.1

Combine $x$ e $\frac{1}{3}$ .

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

Etapa 13.2

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

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

Etapa 14

Reordene os fatores em $\frac{\cos (3 x) x}{3}$ .

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