Cálculo I Colabore! 
5.3  Regras básicas de integração 
Como estudamos na seção anterior (Seção 5.2 f x 
∫ f  ( x )  𝑑 x = F  ( x ) + C , (5.117)  
onde F f F ′ = f C 
 
5.3.1  Integral de função potência 
Com base na derivada de função potência , podemos afirmar que
∫ x r  𝑑 x = x r + 1 r + 1 + C , r ≠ − 1 . (5.118)  
De fato, para r ≠ − 1 
F  ( x ) = x r + 1 r + 1 + C , (5.119)  
F ′  ( x ) = ( r + 1 )  x r r + 1 = x r . (5.120)  
 
Exemplo 5.3.1.
 
Estudemos os seguintes casos:
a)  
Código 49:  Python 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( x ,   x ) 
 
 
 
 
b)  
∫ 1 x 2  𝑑 x = ∫ x − 2  𝑑 x (5.122)  
= x − 2 + 1 − 2 + 1 + C (5.123)  
= − 1 x + C . (5.124)  
 
Código 50:  Python 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (1/ x **2,   x ) 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo 5.3.2.
 
Vamos calcular
Da regra da potência (5.118 
Logo, do teorema fundamental do cálculo, temos
∫ − 1 1 x 2  𝑑 x = x 3 3 | − 1 1 (5.127)  
= 1 3 3 − ( − 1 ) 3 3 (5.128)  
= 1 3 + 1 3 = 2 3 . (5.129)  
 
Código 51:  Python 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( x **2,   ( x ,   -1,   1)) 
 
 
 
 
 
5.3.2  Regra da multiplicação por constante 
Seja k regra da multiplicação por constante 
∫ k ⋅ f  ( x )  𝑑 x = k ⋅ ∫ f  ( x )  𝑑 x (5.130)  
De fato, se F f 
( k ⋅ F ) ′ = k ⋅ F ′ (5.131)  
= k ⋅ f , (5.132)  
i.e. k ⋅ F k ⋅ f 
 
Exemplo 5.3.3.
 
Estudamos os seguintes casos:
a)  
∫ 2  x  𝑑 x = 2  ∫ x  𝑑 x (5.133)  
= 2 ( x 2 2 + C ) (5.134)  
= x 2 + 2 C (5.135)  
= x 2 + C . (5.136)  
Aqui, fizemos um abuso de linguagem ao assumir 2  C = C C simplificação de notação  várias vezes ao longo do texto.
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (2* x ,   x ) 
 
 
 
b)  
∫ 1 3  x  𝑑 x = 1 3  ∫ x 1 2  𝑑 x (5.137)  
= 1 3 x 1 2 + 1 1 2 + 1 + C (5.138)  
= 1 3 x 3 2 3 2 + C (5.139)  
= 2 9 x 3 + C . (5.140)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (1/3* sym . sqrt ( x ),   x ) 
 
 
0.222222222222222*x**(3/2)
 
 
 
c)  
∫ 0 1 − x 2  d  x = − ∫ 0 1 x 2  𝑑 x (5.141)  
= − [ x 3 3 ] 0 1 (5.142)  
= − ( 1 3 − 0 3 ) (5.143)  
= − 1 3 . (5.144)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (- x **2,   ( x ,   0,   1)) 
 
 
 
 
 
 
 
5.3.3  Regra da soma ou subtração 
Se f g regra da soma/subtração 
∫ [ f  ( x ) ± g  ( x ) ]  𝑑 x = ∫ f  ( x )  𝑑 x ± ∫ g  ( x )  𝑑 x . (5.145)  
De fato, sejam F f G g 
( F ± G ) ′ = F ′ ± G ′ (5.146)  
= f ± g , (5.147)  
i.e. F ± G f ± g 
 
Exemplo 5.3.4.
 
Estudamos os seguintes casos:
a)  
∫ x + 1  d  x = ∫ x  𝑑 x + ∫ 𝑑 x (5.148)  
= x 2 2 + C 1 + x + C 2 (5.149)  
= x 2 2 + x + C . (5.150)  
Aqui, C 1 C 2 C = C 1 + C 2 
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( x +1,   x ) 
 
 
 
b)  
∫ x − x  d  x = ∫ x 1 2  𝑑 x − ∫ x  𝑑 x (5.151)  
= 2 3 x 3 2 − x 2 2 + C . (5.152)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 f   =   sym . sqrt ( x )   -   x 
4 sym . integrate ( f ,   x ) 
 
 
 
c)  
∫ ( 2  x 2 + 3  x − 1 )  𝑑 x = ∫ [ 2  x 2 + ( 3  x − 1 ) ]  𝑑 x (5.153)  
= ∫ 2 x 2 d x + ∫ 3 x − 1 d x (5.154)  
= ∫ 2 x 2 d x − ∫ 3 x d x − ∫ d x (5.155)  
= 2 ∫ x 2 d x + 3 ∫ x d x − ∫ d x (5.156)  
= 2 3 x 3 + 3 2 x 2 − x + C . (5.157)  
 
 
 
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 f   =   2* x **2   +   3* x   -   1 
4 sym . integrate ( f ,   x ) 
 
 
 
Exemplo 5.3.5.
 
Vamos calcular
Temos
∫ x 2 + 1  d  x = ∫ x 2  𝑑 x + ∫ 𝑑 x (5.159)  
= x 3 3 + x + C . (5.160)  
Agora, do teorema fundamental do cálculo, temos
∫ 0 1 x 2 + 1  d  x = x 3 3 + x | 0 1 (5.161)  
= ( 1 3 + 1 ) − ( 0 3 3 + 0 ) (5.162)  
= 4 3 . (5.163)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( x **2   +   1,   ( x ,   0,   1)) 
 
 
 
 
5.3.4  Integral de x − 1  
Começamos lembrando que
d d  x  ln  x = 1 x , x > 0 . (5.164)  
Para x < 0 
d d  x  ln  ( − x ) = 1 − x ⋅ ( − x ) ′ (5.165)  
= − 1 x ⋅ ( − 1 ) (5.166)  
= 1 x . (5.167)  
Ou seja, temos que
donde concluímos que a integral de x − 1   é
 
Exemplo 5.3.6.
 
∫ 1 e x − 1  𝑑 x = ∫ 1 e 1 x  𝑑 x (5.170)  
= [ ln | x | ] 1 e (5.171)  
= ln | e | − ln | 1 | (5.172)  
= 1 − 0 = 1 . (5.173)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (1/ x ,   ( x ,   1,   sym . E )) 
 
 
 
 
5.3.5  Integral da função exponencial natural 
Da derivada da função exponencial natural , temos
 
Exemplo 5.3.7.
 
Vamos estudar os seguintes casos:
a)  
∫ e 2 + x  𝑑 x = ∫ e 2  e x  𝑑 x (5.175)  
= e 2 ∫ e x d x (5.176)  
= e 2 e x + C (5.177)  
= e 2 + x + C . (5.178)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( sym . exp (2+ x ),   x ) 
 
 
 
b)  
∫ 0 ln  2 e x  𝑑 x = e x | 0 ln  2 (5.179)  
= e ln  2 − e 0 (5.180)  
= 2 − 1 (5.181)  
= 1 . (5.182)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( sym . exp ( x ),   ( x ,   0,   sym . log (2))) 
 
 
 
 
 
 
 
5.3.6  Integrais de funções trigonométricas 
No que lembramos que
d d  x  cos  ( x ) = − sen  ( x ) (5.183)  
temos que a integral da função seno  é
∫ sen  ( x )  𝑑 x = − cos  ( x ) + C . (5.184)  
 
Exemplo 5.3.8.
 
Estudamos os seguintes casos:
a)  
∫ 2  sen  ( x )  𝑑 x = 2  ∫ sen  ( x )  𝑑 x (5.185)  
= − 2 cos ( x ) + C (5.186)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (2* sym . sin ( x ),   x ) 
 
 
 
b)  
∫ − π π sen  ( x )  𝑑 x = − cos  ( x ) | − π π (5.187)  
= − cos ( π ) − [ − cos ( − π ) ] (5.188)  
= 1 − 1 = 0 (5.189)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( sym . sin ( x ),   ( x ,   - sym . pi ,   sym . pi )) 
 
 
 
 
 
 
Também, lembramos que
d d  x  sen  ( x ) = cos  ( x ) , (5.190)  
donde temos que a integral da função cosseno 
∫ cos  ( x )  𝑑 x = sen  ( x ) + C . (5.191)  
 
Exemplo 5.3.9.
 
Estudamos os seguintes casos:
a)  
∫ 1 2  cos  ( x )  𝑑 x = 1 2  ∫ cos  ( x )  𝑑 x (5.192)  
= 1 2 sen ( x ) + C . (5.193)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (1/2* sym . cos ( x ),   x ) 
 
 
 
b)  
∫ − π π cos  ( x )  𝑑 x = sen  ( x ) | − π π (5.195)  
= sen ( π ) − sen ( − π ) (5.196)  
= 0 . (5.197)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate ( sym . cos ( x ),   ( x ,   - sym . pi ,   sym . pi )) 
 
 
 
 
 
 
 
5.3.7  Tabela de integrais 
∫ k ⋅ f  ( x )  𝑑 x = k ⋅ ∫ f  ( x )  𝑑 x (5.198)  
∫ [ f  ( x ) ± g  ( x ) ]  𝑑 x = ∫ f  ( x )  𝑑 x ± ∫ g  ( x )  𝑑 x (5.199)  
∫ x r  𝑑 x = x r + 1 r + 1 + C , r ≠ − 1 (5.200)  
∫ 1 x  𝑑 x = ln  x + C (5.201)  
∫ e x  𝑑 x = e x + C (5.202)  
∫ sen  ( x )  𝑑 x = − cos  ( x ) + C (5.203)  
∫ cos  ( x )  𝑑 x = sen  ( x ) + C (5.204)  
 
 
5.3.8  Exercícios resolvidos 
Resolução.
 
∫ x 2 + 2  x x  𝑑 x = ∫ x 2 x + 2  x x  d  x (5.206)  
= ∫ x 2 x 1 2 + 2 x x 1 2 d x (5.207)  
= ∫ x 2 − 1 2 + 2 x 1 − 1 2 d x (5.208)  
= ∫ x 3 2 d x + 2 ∫ x 1 2 d x . (5.209)  
Agora, usando a regra da função potência  (5.118 
∫ x 2 + 2  x x  𝑑 x = x 3 2 + 1 3 2 + 1 + 2  x 1 2 + 1 1 2 + 1 + C (5.210)  
= 2 5 x 5 2 + 4 3 x 3 2 + C . (5.211)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (( x **2+2* x )/( sqrt ( x ))) 
 
 
2*x**(5/2)/5 + 4*x**(3/2)/3
 
 
 
Resolução.
 
Das regras básicas de integração, temos
∫ 1 2  x  𝑑 x = ∫ 1 2 ⋅ 1 x  𝑑 x (5.213)  
= 1 2 ∫ 1 x d x (5.214)  
= 1 2 ln ( x ) + C (5.215)  
= ln x + C . (5.216)  
Então, do teorema fundamental do cálculo, temos
∫ 1 e 1 2  x  𝑑 x = ln  x | 1 e (5.217)  
= ln ( e ) − ln ( 1 ) (5.218)  
= 1 2 . (5.219)  
 
1 import   sympy   as   sym 
2 from   sympy . abc   import   x 
3 sym . integrate (1/(2* x ),   ( x ,   1,   sym . E )) 
 
 
 
 
5.3.9  Exercícios 
Resposta 
 
a) x + C − 1 x + C 2 3  x 3 / 2 + C 2  x 1 / 2 + C 
 
 
Resposta 
 
a) x − 1 x + C x 2 2 − ln  | x | + C 1 2  x 4 − x 3 + x + C 
 
 
Resposta 
 
a) 2  sen  ( x ) + C x + cos  ( x ) + C 
 
 
Resposta 
Resposta 
Resposta 
 
 
 
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