Cálculo Exemplos

$\int_{0}^{\frac{π}{4}} \tan^{3} (x) \sec^{2} (x) d x$

Etapa 1

Deixe $u = \tan (x)$ . Depois, $d u = \sec^{2} (x) d x$ , então, $\frac{1}{\sec^{2} (x)} d u = d x$ . Reescreva usando $u$ e $d$ $u$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1

Deixe $u = \tan (x)$ . Encontre $\frac{d u}{d x}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1

Diferencie $\tan (x)$ .

$\frac{d}{d x} [\tan (x)]$

Etapa 1.1.2

A derivada de $\tan (x)$ em relação a $x$ é $\sec^{2} (x)$ .

$\sec^{2} (x)$

Etapa 1.2

Substitua o limite inferior por $x$ em $u = \tan (x)$ .

$u_{lower} = \tan (0)$

Etapa 1.3

O valor exato de $\tan (0)$ é $0$ .

$u_{lower} = 0$

Etapa 1.4

Substitua o limite superior por $x$ em $u = \tan (x)$ .

$u_{upper} = \tan (\frac{π}{4})$

Etapa 1.5

O valor exato de $\tan (\frac{π}{4})$ é $1$ .

$u_{upper} = 1$

Etapa 1.6

Os valores encontrados para $u_{lower}$ e $u_{upper}$ serão usados para avaliar a integral definida.

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = 1$

Etapa 1.7

Reescreva o problema usando $u$ , $d u$ e os novos limites de integração.

$\int_{0}^{1} u^{3} d u$

Etapa 2

De acordo com a regra da multiplicação de potências, a integral de $u^{3}$ com relação a $u$ é $\frac{1}{4} u^{4}$ .

$\frac{1}{4} u^{4}]_{0}^{1}$

Etapa 3

Substitua e simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1

Avalie $\frac{1}{4} u^{4}$ em $1$ e em $0$ .

$(\frac{1}{4} \cdot 1^{4}) - \frac{1}{4} \cdot 0^{4}$

Etapa 3.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.2.1

Um elevado a qualquer potência é um.

$\frac{1}{4} \cdot 1 - \frac{1}{4} \cdot 0^{4}$

Etapa 3.2.2

Multiplique $\frac{1}{4}$ por $1$ .

$\frac{1}{4} - \frac{1}{4} \cdot 0^{4}$

Etapa 3.2.3

Elevar $0$ a qualquer potência positiva produz $0$ .

$\frac{1}{4} - \frac{1}{4} \cdot 0$

Etapa 3.2.4

Multiplique $0$ por $- 1$ .

$\frac{1}{4} + 0 (\frac{1}{4})$

Etapa 3.2.5

Multiplique $0$ por $\frac{1}{4}$ .

$\frac{1}{4} + 0$

Etapa 3.2.6

Some $\frac{1}{4}$ e $0$ .

$\frac{1}{4}$

Etapa 4

O resultado pode ser mostrado de várias formas.

Forma exata:

$\frac{1}{4}$

Forma decimal:

$0.25$