Este guia rápido de fórmulas de integração reúne as regras padrão de primitivas que os estudantes usam primeiro no cálculo. Use-o quando o integrando já corresponder a um padrão conhecido, como uma potência, 1/x1/x, uma exponencial ou uma função trigonométrica básica.

A principal tarefa é reconhecer padrões. Se a expressão for uma soma ou diferença, geralmente você pode integrar termo a termo. Se for um produto, quociente ou composição, talvez seja necessário usar outro método.

Principais Fórmulas de Integração

  • Regra da potência:
xndx=xn+1n+1+C,n1\int x^n\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C, \qquad n \ne -1
  • Caso logarítmico:
1xdx=lnx+C\int \frac{1}{x}\,dx = \ln|x| + C
  • Regras das exponenciais:
exdx=ex+C\int e^x\,dx = e^x + C axdx=axln(a)+C,a>0, a1\int a^x\,dx = \frac{a^x}{\ln(a)} + C, \qquad a > 0,\ a \ne 1
  • Regras trigonométricas básicas:
sinxdx=cosx+C\int \sin x\,dx = -\cos x + C cosxdx=sinx+C\int \cos x\,dx = \sin x + C sec2xdx=tanx+C\int \sec^2 x\,dx = \tan x + C 11+x2dx=arctanx+C\int \frac{1}{1+x^2}\,dx = \arctan x + C

Uma regra conecta a maioria desses exemplos: a linearidade.

(af(x)+bg(x))dx=af(x)dx+bg(x)dx\int \left(af(x) + bg(x)\right)\,dx = a\int f(x)\,dx + b\int g(x)\,dx

Isso funciona para somas e diferenças. Isso não significa que você pode separar um produto em integrais distintas.

A Exceção que a Maioria dos Estudantes Esquece

A regra da potência não funciona quando n=1n = -1. Nesse caso, xn=x1=1xx^n = x^{-1} = \frac{1}{x}, e a primitiva é logarítmica:

1xdx=lnx+C\int \frac{1}{x}\,dx = \ln|x| + C

Escrever x00\frac{x^0}{0} não faria sentido, por isso esse caso precisa ser tratado separadamente.

Exemplo Resolvido Usando Várias Fórmulas de Integração

Calcule

(3x24sinx+5ex)dx\int \left(3x^2 - 4\sin x + 5e^x\right)\,dx

Cada termo corresponde a uma fórmula padrão, então use a linearidade e integre um termo de cada vez:

3x2dx=x3\int 3x^2\,dx = x^3 4sinxdx=4cosx\int -4\sin x\,dx = 4\cos x 5exdx=5ex\int 5e^x\,dx = 5e^x

Some os resultados e inclua a constante de integração:

(3x24sinx+5ex)dx=x3+4cosx+5ex+C\int \left(3x^2 - 4\sin x + 5e^x\right)\,dx = x^3 + 4\cos x + 5e^x + C

Verifique derivando:

ddx(x3+4cosx+5ex+C)=3x24sinx+5ex\frac{d}{dx}\left(x^3 + 4\cos x + 5e^x + C\right) = 3x^2 - 4\sin x + 5e^x

Esse último passo é a forma mais rápida de identificar um erro de sinal.

Erros Comuns com Fórmulas de Integração

  1. Esquecer a constante de integração. Em integrais indefinidas, a resposta deve incluir +C+C.
  2. Usar a regra da potência quando n=1n=-1. x1dx\int x^{-1}\,dx não é um caso da regra da potência; é lnx+C\ln|x| + C.
  3. Separar um produto como se integrais se distribuíssem sobre a multiplicação. Em geral, f(x)g(x)dx(f(x)dx)(g(x)dx)\int f(x)g(x)\,dx \ne \left(\int f(x)\,dx\right)\left(\int g(x)\,dx\right).
  4. Copiar fórmulas de derivadas sem invertê-las com cuidado. Por exemplo, sinxdx\int \sin x\,dx é cosx+C-\cos x + C, não cosx+C\cos x + C.

Quando Usar uma Fórmula de Integração

Use uma fórmula direta de integração quando o integrando já corresponder a um padrão padrão após uma álgebra simples. Exemplos típicos são polinômios, funções trigonométricas básicas e exponenciais simples.

Se o integrando não corresponder a uma forma conhecida, pare antes de forçar uma fórmula. Produtos costumam pedir integração por partes, e composições costumam pedir substituição.

Tente um Problema Parecido

Tente resolver (6x2cosx+31+x2)dx\int \left(6x - 2\cos x + \frac{3}{1+x^2}\right)\,dx por conta própria. Se cada termo corresponder a uma fórmula padrão e sua resposta final, ao ser derivada, voltar ao integrando original, então você está usando este guia rápido da maneira certa.

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