Integral de $$$\frac{x^{3}}{x + 2}$$$
Calculadora relacionada: Calculadora de Integrais Definidas e Impróprias
Sua entrada
Encontre $$$\int \frac{x^{3}}{x + 2}\, dx$$$.
Solução
Como o grau do numerador não é menor que o grau do denominador, realize a divisão longa de polinômios (os passos podem ser vistos »):
$${\color{red}{\int{\frac{x^{3}}{x + 2} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(x^{2} - 2 x + 4 - \frac{8}{x + 2}\right)d x}}}$$
Integre termo a termo:
$${\color{red}{\int{\left(x^{2} - 2 x + 4 - \frac{8}{x + 2}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{4 d x} - \int{2 x d x} + \int{x^{2} d x} - \int{\frac{8}{x + 2} d x}\right)}}$$
Aplique a regra da constante $$$\int c\, dx = c x$$$ usando $$$c=4$$$:
$$- \int{2 x d x} + \int{x^{2} d x} - \int{\frac{8}{x + 2} d x} + {\color{red}{\int{4 d x}}} = - \int{2 x d x} + \int{x^{2} d x} - \int{\frac{8}{x + 2} d x} + {\color{red}{\left(4 x\right)}}$$
Aplique a regra da potência $$$\int x^{n}\, dx = \frac{x^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ com $$$n=2$$$:
$$4 x - \int{2 x d x} - \int{\frac{8}{x + 2} d x} + {\color{red}{\int{x^{2} d x}}}=4 x - \int{2 x d x} - \int{\frac{8}{x + 2} d x} + {\color{red}{\frac{x^{1 + 2}}{1 + 2}}}=4 x - \int{2 x d x} - \int{\frac{8}{x + 2} d x} + {\color{red}{\left(\frac{x^{3}}{3}\right)}}$$
Aplique a regra do múltiplo constante $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ usando $$$c=8$$$ e $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x + 2}$$$:
$$\frac{x^{3}}{3} + 4 x - \int{2 x d x} - {\color{red}{\int{\frac{8}{x + 2} d x}}} = \frac{x^{3}}{3} + 4 x - \int{2 x d x} - {\color{red}{\left(8 \int{\frac{1}{x + 2} d x}\right)}}$$
Seja $$$u=x + 2$$$.
Então $$$du=\left(x + 2\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (veja os passos »), e obtemos $$$dx = du$$$.
Assim,
$$\frac{x^{3}}{3} + 4 x - \int{2 x d x} - 8 {\color{red}{\int{\frac{1}{x + 2} d x}}} = \frac{x^{3}}{3} + 4 x - \int{2 x d x} - 8 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$
A integral de $$$\frac{1}{u}$$$ é $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$$\frac{x^{3}}{3} + 4 x - \int{2 x d x} - 8 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = \frac{x^{3}}{3} + 4 x - \int{2 x d x} - 8 {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$
Recorde que $$$u=x + 2$$$:
$$\frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} - \int{2 x d x} = \frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x + 2\right)}}}\right| \right)} - \int{2 x d x}$$
Aplique a regra do múltiplo constante $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ usando $$$c=2$$$ e $$$f{\left(x \right)} = x$$$:
$$\frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)} - {\color{red}{\int{2 x d x}}} = \frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)} - {\color{red}{\left(2 \int{x d x}\right)}}$$
Aplique a regra da potência $$$\int x^{n}\, dx = \frac{x^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ com $$$n=1$$$:
$$\frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)} - 2 {\color{red}{\int{x d x}}}=\frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)} - 2 {\color{red}{\frac{x^{1 + 1}}{1 + 1}}}=\frac{x^{3}}{3} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)} - 2 {\color{red}{\left(\frac{x^{2}}{2}\right)}}$$
Portanto,
$$\int{\frac{x^{3}}{x + 2} d x} = \frac{x^{3}}{3} - x^{2} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)}$$
Adicione a constante de integração:
$$\int{\frac{x^{3}}{x + 2} d x} = \frac{x^{3}}{3} - x^{2} + 4 x - 8 \ln{\left(\left|{x + 2}\right| \right)}+C$$
Resposta
$$$\int \frac{x^{3}}{x + 2}\, dx = \left(\frac{x^{3}}{3} - x^{2} + 4 x - 8 \ln\left(\left|{x + 2}\right|\right)\right) + C$$$A