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1
.gitignore vendored
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@ -1,3 +1,4 @@
*~
*.bib
*.bbl
*.toc

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@ -29,7 +29,7 @@ Makefile calculus.tex refs.bib
refs: \
refs.bib
biber calculus
bibtex calculus
calculus.ps: \
calculus.dvi Makefile

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@ -4944,11 +4944,11 @@ fundamental, obtemos
Isso não é lá notícia tão boa porque significa que teremos que
memorizar muitas derivadas. Por exemplo, qual a derivada de $\cot x$?
Primeiro lembre-se que $\cot x = 1/\tg x$. Daí aplique a regra do
quociente e obtenha $- sec^2 x / \tg^2 x = - 1/\sin^2 x = - \csc^2 x$,
implicando que $\csc^2 x \dx = - \cot x + c$, como
quociente e obtenha $- \sec^2 x / \tg^2 x = - 1/\sin^2 x = - \csc^2
x$, implicando que $\int \csc^2 x \dx = - \cot x + c$, como
desejado. Similarmente, obtém-se assim muitas outras integrais
fundamentais como $\int \sec x \tg x \dx = \sec x + c$ uma vez que a
derivada de $\sec x = \sec x \tg x$. Infelizmente, o único jeito de
derivada de $\sec x$ é $\sec x \tg x$. Infelizmente, o único jeito de
fazer uso dessas regras é memorizar cada uma por prática. Matemáticos
fazem manuais de integração em que eles catalogam as importantes. A
gente não vai fazer isso, não, porque seria um trabalho muito mais
@ -4973,24 +4973,26 @@ derivada $f'(g(x)) g'(x)$ e então obter a regra
A substituição em si é obtida por identificar na função a ser
integrada uma expressão qualquer que possa tomar o lugar de $g'(x)$ e
$g(x)$, fazendo assim a substuição $u = g(x)$ e substuindo por
consequinte $g'(x) \dx = \du$, terminando por integrar $\int f'(u)
\du$.
conseguinte $g'(x) \dx = \du$, terminando com o problema resultante
$\int f'(u) \du$, que é tipicamente muito mais fácil que o original.
A integração por partes vem da regra do produto. Uma vez que
$(f(x)g(x))' = f'(x) g(x) + f(x)g'(x)$, então
%
$$(f(x)g(x))' = f'(x) g(x) + f(x)g'(x),$$
%
então
\begin{align*}
\int f(x)g(x) \dx &= \int f'(x) g(x) \dx + \int f(x)g'(x) \dx\\
f(x)g(x) &= \int g(x) f'(x) \dx + \int f(x)g'(x) \dx.
\end{align*}
%
Agora declare $u f(x) = u$ e $v = g(x)$ de forma que $\du = f'(x)\dx$
e $\dv = g'(x)\dx$. Assim, pelo teorema fundamental, obtemos
Agora declare $u = f(x)$ e $v = g(x)$ de forma que $\du = f'(x)\dx$ e
$\dv = g'(x)\dx$. Assim, pelo teorema fundamental, obtemos
%
$$f(x)g(x) = \int v\du + \int u \dv,$$
%
permitindo-nos integral a difícil $\int v\du$ se $\int u \dv$ for
fácil, conversamente permitindo-nos integral a difícil $\int u \dv$
permitindo-nos integrar a difícil $\int v\du$ se $\int u \dv$ for
fácil, conversamente permitindo-nos integrar a difícil $\int u \dv$
desde que $\int v \du$ seja fácil. Em outras palavras, uma das duas
precisa ser fácil de integrar e é por isso que precisamos de alguma
sabedoria ao escolher $u$ e $v$ durante a integração por partes.
@ -5007,12 +5009,10 @@ a bonita fórmula
%
$$\int x^n e^x \dx = e^x \left(\sum_{i=0}^n (-1)^i \frac{n!}{(n - i)!} x^{n - i}\right) + c$$
%
pra todo natural $n$.
Por exemplo, $\int x^5 e^x \dx = e^x (x^5 - 5 x^4 + 20 x^3 - 60x^2 +
120x - 120) + c$. Essa fórmula vem da integração
por-partes. Escolhe-se sempre o termo $x^i$ como função $u$ e $e^x$
como função $v$. Aplica-se a integração por-partes $n$ vezes
pra todo natural $n$. Por exemplo, $\int x^5 e^x \dx = e^x (x^5 - 5
x^4 + 20 x^3 - 60x^2 + 120x - 120) + c$. Essa fórmula vem da
integração por-partes. Escolhe-se sempre o termo $x^i$ como função $u$
e $e^x$ como função $v$. Aplica-se a integração por-partes $n$ vezes
(recursivamente) e em seguida substitui-se de volta em direção ao
problema original. Na verdade o que fizemos pra obter essa fórmula foi
computar uma {\em reduction formula} pra integral de $x^n e^x$.
@ -5046,14 +5046,14 @@ trigonométricas.
Começamos por observar que integrar $\tg x$ não é difícil porque ela é
obtida por uma substituição trivial. Primeiro escreva $\tg x = \sin x
/ \cos x$. Em seguida declare $u = \cos x$ de forma que $-\du/(\sin x)
= \dx$, implicando
/ \cos x$. Em seguida declare $u = \cos x$ de forma que $-\du / (\sin
x) = \dx$, implicando
%
$$\int \tg x \dx = -\int 1/u \du = -\ln |\cos x| + c = ln |\sec x| + c,$$
$$\int \tg x \dx = -\int 1/u \du = -\ln |\cos x| + c = \ln |\sec x| + c,$$
%
como desejado. Agora vamos subir o grau.
como desejado.
Feito essa observação, a gente também observa que já sabemos integrar
Feita essa observação, a gente também observa que já sabemos integrar
$\sin x$ e $\cos x$, mas que precisamos pensar em potências delas como
$\sin^2 x$, $\cos^2 x$ {\em et cetera}. Nenhma dessas duas sai por
por-partes---experimente. Obtemos $\int \sin^2 x \dx = -\sin x \cos x
@ -5063,7 +5063,6 @@ integral de $\sin^2 x$, estabelecendo-se assim um ciclo do qual não
conseguiremos sair. Agora, a sorte não é a mesma se desejarmos pelas
integrais de $\sin^3 x$ ou $\cos^3 x$.
\section{Studying functions}
We're going to look into a series of topics now. We are mostly using