Para determinar a família de funções representada pela integral
∫x2−255dx
primeiro, podemos observar que o denominador é uma diferença de quadrados: x2−25=(x−5)(x+5).
Podemos usar frações parciais para reescrever a expressão:
x2−255=x−5A+x+5B
Multiplicando ambos os lados por x2−25, obtemos:
5=A(x+5)+B(x−5)
Expandindo e igualando os coeficientes:
5=Ax+5A+Bx−5B
5=(A+B)x+(5A−5B)
Para que essa igualdade seja verdadeira para todos os x, devemos ter:
- A+B=0
- 5A−5B=5
Da primeira equação, temos A=−B. Substituindo na segunda equação:
5A−5(−A)=5⟹10A=5⟹A=21
Portanto, B=−21.
Agora, substituímos os valores de A e B nas frações parciais:
x2−255=x−51/2−x+51/2
Agora, integramos cada termo separadamente:
∫x−51/2dx−∫x+51/2dx
Essas integrais são do tipo ∫u1du=ln∣u∣, então:
=21ln∣x−5∣−21ln∣x+5∣+C
Podemos combinar os logaritmos:
=21lnx+5x−5+C
Portanto, a família de funções representada é:
f(x)=21lnx+5x−5+C