Integral de $$$\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}}$$$

A calculadora encontrará a integral/antiderivada de $$$\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}}$$$, com os passos mostrados.

Calculadora relacionada: Calculadora de Integrais Definidas e Impróprias

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Sua entrada

Encontre $$$\int \frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}}\, dx$$$.

Solução

Seja $$$x=8 \sin{\left(u \right)}$$$.

Então $$$dx=\left(8 \sin{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = 8 \cos{\left(u \right)} du$$$ (os passos podem ser vistos »).

Além disso, segue-se que $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{8} \right)}$$$.

Logo,

$$$\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}} = \frac{1}{64 \sqrt{64 - 64 \sin^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}$$$

Use a identidade $$$1 - \sin^{2}{\left( u \right)} = \cos^{2}{\left( u \right)}$$$:

$$$\frac{1}{64 \sqrt{64 - 64 \sin^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}=\frac{1}{512 \sqrt{1 - \sin^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}=\frac{1}{512 \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}$$$

Supondo que $$$\cos{\left( u \right)} \ge 0$$$, obtemos o seguinte:

$$$\frac{1}{512 \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}} = \frac{1}{512 \sin^{2}{\left( u \right)} \cos{\left( u \right)}}$$$

A integral torna-se

$${\color{red}{\int{\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{64 \sin^{2}{\left(u \right)}} d u}}}$$

Aplique a regra do múltiplo constante $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ usando $$$c=\frac{1}{64}$$$ e $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{\sin^{2}{\left(u \right)}}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{64 \sin^{2}{\left(u \right)}} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{\sin^{2}{\left(u \right)}} d u}}{64}\right)}}$$

Reescreva o integrando em termos da cossecante:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\sin^{2}{\left(u \right)}} d u}}}}{64} = \frac{{\color{red}{\int{\csc^{2}{\left(u \right)} d u}}}}{64}$$

A integral de $$$\csc^{2}{\left(u \right)}$$$ é $$$\int{\csc^{2}{\left(u \right)} d u} = - \cot{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\csc^{2}{\left(u \right)} d u}}}}{64} = \frac{{\color{red}{\left(- \cot{\left(u \right)}\right)}}}{64}$$

Recorde que $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{8} \right)}$$$:

$$- \frac{\cot{\left({\color{red}{u}} \right)}}{64} = - \frac{\cot{\left({\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{8} \right)}}} \right)}}{64}$$

Portanto,

$$\int{\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}} d x} = - \frac{\sqrt{1 - \frac{x^{2}}{64}}}{8 x}$$

Simplifique:

$$\int{\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}} d x} = - \frac{\sqrt{64 - x^{2}}}{64 x}$$

Adicione a constante de integração:

$$\int{\frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}} d x} = - \frac{\sqrt{64 - x^{2}}}{64 x}+C$$

Resposta

$$$\int \frac{1}{x^{2} \sqrt{64 - x^{2}}}\, dx = - \frac{\sqrt{64 - x^{2}}}{64 x} + C$$$A


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