Prévia do material em texto
- C) \(y = 2 - Ce^{-3x}\)
- D) \(y = Ce^{-3x} - 2\)
**Resposta:** A) \(y = Ce^{-3x} + 2\)
**Explicação:** Esta é uma equação diferencial linear de primeira ordem. A solução
geral é dada por
\[
y = Ce^{-3x} + 2.
\]
49. **Problema 49:** Calcule a integral \(\int e^{x} \cos(x) \, dx\).
- A) \(\frac{1}{2} e^{x} (\sin(x) + \cos(x)) + C\)
- B) \(\frac{1}{2} e^{x} (\sin(x) - \cos(x)) + C\)
- C) \(\frac{1}{2} e^{x} (\sin(x) + \cos(x)) + C\)
- D) \(\frac{1}{2} e^{x} (\sin(x) + \cos(x)) + C\)
**Resposta:** A) \(\frac{1}{2} e^{x} (\sin(x) + \cos(x)) + C\)
**Explicação:** Usamos integração por partes duas vezes ou a fórmula para integrais de
funções exponenciais multiplicadas por funções trigonométricas:
\[
\int e^{ax} \cos(bx) \, dx = \frac{e^{ax}}{a^2 + b^2}(a \cos(bx) + b \sin(bx)) + C.
\]
Portanto,
\[
\int e^{x} \cos(x) \, dx = \frac{1}{2} e^{x} (\sin(x) + \cos(x)) + C.
\]
50. **Problema 50:** Determine o valor de \(\lim_{x \to 0} \frac{x^2 - \cos(x)}{x^4}\).
- A) \(-\frac{1}{12}\)
- B) 0
- C) \(-\frac{1}{6}\)
- D) 1
**Resposta:** A) \(-\frac{1}{12}\)
**Explicação:** Usamos a série de Taylor para \(\cos(x)\):
\[
\cos(x) \approx 1 - \frac{x^2}{2} + \frac{x^4}{24} + O(x^6).
\]
Portanto,
\[
\lim_{x \to 0} \frac{x^2 - (1 - \frac{x^2}{2} + \frac{x^4}{24})}{x^4} = \lim_{x \to 0}
\frac{\frac{x^2}{2} - 1 + \frac{x^4}{24}}{x^4} = \lim_{x \to 0} \frac{-\frac{1}{12}}{x^2} = -
\frac{1}{12}.
\]
51. **Problema 51:** Encontre a derivada de \(f(x) = \ln(x^3 + 1)\).
- A) \(\frac{3x^2}{x^3 + 1}\)
- B) \(\frac{1}{x^3 + 1}\)
- C) \(\frac{3}{x^3 + 1}\)
- D) \(3x^2\)
**Resposta:** A) \(\frac{3x^2}{x^3 + 1}\)
**Explicação:** Usamos a regra da cadeia:
\[
f'(x) = \frac{1}{x^3 + 1} \cdot 3x^2 = \frac{3x^2}{x^3 + 1}.
\]
52. **Problema 52:** Calcule a integral \(\int \frac{1}{x^3} \, dx\).
- A) \(-\frac{1}{2x^2} + C\)
- B) \(-\frac{1}{3x^2} + C\)
- C) \(-\frac{1}{x^2} + C\)
- D) \(-\frac{1}{4x^2} + C\)
**Resposta:** B) \(-\frac{1}{2x^2} + C\)
**Explicação:** A integral \(\int x^{-3} \, dx = -\frac{1}{2x^2} + C\).
53. **Problema 53:** Resolva a equação \(y' + y = \sin(x)\).
- A) \(y = Ce^{-x} + \sin(x) - \cos(x)\)
- B) \(y = Ce^{-x} + \cos(x)\)
- C) \(y = Ce^{-x} + \sin(x)\)
- D) \(y = Ce^{x} + \sin(x)\)
**Resposta:** A) \(y = Ce^{-x} + \sin(x) - \cos(x)\)
**Explicação:** Esta é uma equação diferencial linear de primeira ordem. A solução
geral é dada por
\[
y = Ce^{-x} + \sin(x) - \cos(x).
\]
54. **Problema 54:** Calcule a integral \(\int \sec^2(x) \, dx\).
- A) \(\tan(x) + C\)
- B) \(\sec(x) + C\)
- C) \(\sin(x) + C\)
- D) \(\cos(x) + C\)
**Resposta:** A) \(\tan(x) + C\)
**Explicação:** A integral \(\int \sec^2(x) \, dx = \tan(x) + C\).
55. **Problema 55:** Determine o valor de \(\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1 + x)}{x}\).
- A) 1
- B) 0
- C) \(-1\)
- D) Não existe
**Resposta:** A) 1