Integral de $$$x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)}$$$

A calculadora encontrará a integral/antiderivada de $$$x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)}$$$, com os passos mostrados.

Calculadora relacionada: Calculadora de Integrais Definidas e Impróprias

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Encontre $$$\int x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)}\, dx$$$.

Solução

Seja $$$u=x^{2}$$$.

Então $$$du=\left(x^{2}\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (veja os passos »), e obtemos $$$x dx = \frac{du}{2}$$$.

A integral torna-se

$${\color{red}{\int{x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{u \cos{\left(u \right)}}{2} d u}}}$$

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

$${\color{red}{\int{\frac{u \cos{\left(u \right)}}{2} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{u \cos{\left(u \right)} d u}}{2}\right)}}$$

Para a integral $$$\int{u \cos{\left(u \right)} d u}$$$, use integração por partes $$$\int \operatorname{m} \operatorname{dv} = \operatorname{m}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dm}$$$.

Sejam $$$\operatorname{m}=u$$$ e $$$\operatorname{dv}=\cos{\left(u \right)} du$$$.

Então $$$\operatorname{dm}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$ (os passos podem ser vistos ») e $$$\operatorname{v}=\int{\cos{\left(u \right)} d u}=\sin{\left(u \right)}$$$ (os passos podem ser vistos »).

Logo,

$$\frac{{\color{red}{\int{u \cos{\left(u \right)} d u}}}}{2}=\frac{{\color{red}{\left(u \cdot \sin{\left(u \right)}-\int{\sin{\left(u \right)} \cdot 1 d u}\right)}}}{2}=\frac{{\color{red}{\left(u \sin{\left(u \right)} - \int{\sin{\left(u \right)} d u}\right)}}}{2}$$

A integral do seno é $$$\int{\sin{\left(u \right)} d u} = - \cos{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{u \sin{\left(u \right)}}{2} - \frac{{\color{red}{\int{\sin{\left(u \right)} d u}}}}{2} = \frac{u \sin{\left(u \right)}}{2} - \frac{{\color{red}{\left(- \cos{\left(u \right)}\right)}}}{2}$$

Recorde que $$$u=x^{2}$$$:

$$\frac{\cos{\left({\color{red}{u}} \right)}}{2} + \frac{{\color{red}{u}} \sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{2} = \frac{\cos{\left({\color{red}{x^{2}}} \right)}}{2} + \frac{{\color{red}{x^{2}}} \sin{\left({\color{red}{x^{2}}} \right)}}{2}$$

Portanto,

$$\int{x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)} d x} = \frac{x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(x^{2} \right)}}{2}$$

Simplifique:

$$\int{x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)} d x} = \frac{x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)} + \cos{\left(x^{2} \right)}}{2}$$

Adicione a constante de integração:

$$\int{x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)} d x} = \frac{x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)} + \cos{\left(x^{2} \right)}}{2}+C$$

Resposta

$$$\int x^{3} \cos{\left(x^{2} \right)}\, dx = \frac{x^{2} \sin{\left(x^{2} \right)} + \cos{\left(x^{2} \right)}}{2} + C$$$A


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