Citește regula și exemplul acestei părți, apoi aplică-le în exerciții. Poți reveni oricând la aceeași explicație.
Polinoame: integrăm fiecare termen separat
La o sumă de puteri, nu integrăm tot polinomul dintr-o singură mișcare. Păstrăm semnul și coeficientul fiecărui termen, creștem exponentul cu 1 și împărțim la noul exponent.
Termenul constant a devine ax. O singură constantă C apare la sfârșit. Derivăm răspunsul termen cu termen ca să vedem dacă am recuperat polinomul inițial.
🧮 De ținut minte
∫(f+g)dx=∫f dx+∫g dx
∫a·xndx=a·xn+1n+1+C, n≥0
✓Împărțim fiecare coeficient la exponentul NOU, nu la cel inițial.
✏️Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(7x4−6x+4)dx.
1Separăm cele trei integrale: ∫7x4dx−∫6xdx+∫4dx.
2Puterea x4 dă 7x55, iar 6x dă 6x22=3x2.
3Constanta 4 dă 4x. Rezultatul este 7x55−3x2+4x+C.
4Control: derivata rezultatului este 7x4−6x+4.
📖Deschide toată lecțiaÎnchide lecția completăTeorie, exemple și exerciții rezolvate · pentru recapitulare⌄
Toată lecția pe o pagină
Puteri, radicali și compuneri · 30 de exerciții: teorie, exemple și exerciții rezolvate
Înveți câte o idee: citești explicația, urmărești exemplul rezolvat, apoi încerci exercițiile înainte de următoarea etapă.
Polinoame: integrăm fiecare termen separat
La o sumă de puteri, nu integrăm tot polinomul dintr-o singură mișcare. Păstrăm semnul și coeficientul fiecărui termen, creștem exponentul cu 1 și împărțim la noul exponent.
Termenul constant a devine ax. O singură constantă C apare la sfârșit. Derivăm răspunsul termen cu termen ca să vedem dacă am recuperat polinomul inițial.
∫(f+g)dx=∫f dx+∫g dx
∫a·xndx=a·xn+1n+1+C, n≥0
•Împărțim fiecare coeficient la exponentul NOU, nu la cel inițial.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(7x4−6x+4)dx.
Separăm cele trei integrale: ∫7x4dx−∫6xdx+∫4dx.
Puterea x4 dă 7x55, iar 6x dă 6x22=3x2.
Constanta 4 dă 4x. Rezultatul este 7x55−3x2+4x+C.
Control: derivata rezultatului este 7x4−6x+4.
Puteri mari și semne: același algoritm
Regula puterii funcționează la fel pentru x5, x6 sau x7. După creșterea exponentului, simplificăm raportul dintre coeficient și exponentul nou.
Într-un polinom cu semne amestecate lucrăm pe rând. Semnul minus rămâne în fața primitivei termenului negativ; nu afectează exponentul.
∫a·x5dx=a·x66+C
∫a·x6dx=a·x77+C
•Nu pierde semnul minus când reduci fracția coeficientului.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(9x5−4x3+2x)dx.
Pentru 9x5 creștem exponentul la 6: 9x66=3x62.
Pentru −4x3 obținem −4x44=−x4; pentru 2x obținem 2x22=x2.
Primitiva este 3x62−x4+x2+C.
Control: derivata dă 9x5−4x3+2x.
Radicalul este o putere cu exponent fracționar
Scriem √x=x12, 1√x=x−12 și x√x=x32. Acum putem aplica aceeași regulă a puterii, atâta timp cât exponentul inițial nu este −1.
La împărțirea cu o fracție întoarcem acea fracție: 1÷(32)=23. Pentru 1√x lucrăm pe x>0; la final putem scrie din nou rezultatul cu radical.
√x=x12; 1√x=x−12
∫xpdx=xp+1p+1+C, p≠−1
•Nu folosi formula logaritmului pentru 1√x: exponentul este −12, nu −1.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(5√x+2√x)dx, x>0.
Rescriem integrandul ca 5x12+2x−12.
Primul exponent devine 32: 5·x3232=(103)x√x.
Al doilea devine 12: 2·x1212=4√x. Primitiva este (103)x√x+4√x+C.
Control: derivata fiecărui termen este 5√x, respectiv 2√x.
Fracții de tipul 1x2: puteri negative
Când x apare în numitor, transformăm mai întâi fracția în putere: 1x2=x−2, 1x3=x−3. Apoi creștem exponentul cu 1 și împărțim la noul exponent negativ.
Acest calcul se face pe un interval unde x≠0. Pentru 1x2 obținem −1x, nu logaritm; logaritmul este rezervat exponentului −1.
∫x−2dx=−1x+C
∫x−3dx=−12x2+C
•1x2 nu este 1x; numai al doilea produce ln|x|.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(7x2)dx, x≠0.
Scriem 7x2 ca 7x−2.
Exponentul −2 crește la −1. Aplicăm regula: 7·x−1−1.
Rezultatul este −7x+C.
Control: derivata lui −7x−1 este 7x−2=7x2.
Fracții cu puteri și coeficienți
La 2x3 sau x−4 procedeul nu se schimbă: transformăm în putere negativă, creștem exponentul cu 1, împărțim și revenim la fracție dacă astfel răspunsul se citește mai ușor.
Coeficientul din față se păstrează până la simplificare. După calcul derivăm răspunsul, fiindcă un semn minus ratat schimbă rezultatul.
∫a·x−3dx=−a2x2+C
∫a·x−4dx=−a3x3+C
•Împărțirea la un exponent negativ schimbă semnul coeficientului.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(6x3)dx, x≠0.
Rescriem 6x3=6x−3.
Exponentul devine −2: ∫6x−3dx=6x−2−2+C.
Simplificăm și revenim la fracție: −3x2+C.
Control: derivata lui −3x−2 este 6x−3=6x3.
Exponențiala ex rămâne ex
Derivata lui ex este ex. Prin urmare și primitiva lui ex este ex, la care adăugăm C. Un coeficient constant din față rămâne acolo.
Nu aplicăm regula pentru puterile lui x: în ex variabila este în exponent, nu în bază. Verificarea prin derivare distinge imediat cele două situații.
∫exdx=ex+C
∫a·exdx=a·ex+C
•Nu transforma ex în e·x: sunt expresii diferite.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(5ex)dx.
Observăm că variabila x se află în exponentul lui e.
Scoatem factorul 5: ∫5exdx=5∫exdx.
Folosim ∫exdx=ex+C și obținem 5ex+C.
Control: derivata lui 5ex+C este 5ex.
Exponențiala cu expresie liniară în exponent
Dacă exponentul este 3x sau −x, derivarea lui ekx mai produce factorul k. La integrare împărțim la k ca să compensăm. Pentru baza a>0, a≠1, factorul de compensare este ln a.
Mai întâi citește baza și exponentul. La e−x împărțirea la −1 schimbă semnul; la 2x folosim ln 2, nu numărul 2.
∫ekxdx=ekxk+C, k≠0
∫axdx=axln a+C, a>0, a≠1
•Nu folosi 1k pentru ax: formula cu o bază diferită de e are ln a la numitor.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(e3x+3x)dx.
Separăm integrala în ∫e3xdx+∫3xdx.
La primul termen compensăm derivata lui 3x: obținem e3x3.
La al doilea folosim baza 3: obținem 3xln 3. Primitiva este e3x3+3xln 3+C.
Control: cele două derivate sunt e3x, respectiv 3x.
Cazul special 1x și tiparul derivata numitorului
Exponentul −1 este singura excepție de la regula puterii. Primitiva lui 1x este ln|x|, pe intervale care nu conțin zero.
Dacă numitorul este u(x) și numărătorul este u′(x), rezultatul devine ln|u(x)|. Dacă numărătorul este doar o fracțiune din u′, compensăm cu un coeficient în față.
∫1x dx=ln|x|+C
∫u′(x)u(x) dx=ln|u(x)|+C
•Păstrează modulul în ln|u| dacă u poate fi negativ; omite-l doar când u este sigur pozitiv.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫13x+2dx, pe un interval cu 3x+2≠0.
Alegem u=3x+2 și calculăm u′=3.
Numărătorul este 1, deci scriem ∫13x+2dx=(13)∫33x+2dx.
Aplicăm tiparul u′u: rezultatul este (13)ln|3x+2|+C.
Control: derivata este (13)·33x+2=13x+2.
Primele primitive trigonometrice
Derivata lui sin x este cos x, iar derivata lui cos x este −sin x. Integrarea merge invers: cos x devine sin x, iar sin x devine −cos x.
Semnul minus din primitiva lui sin x este esențial. Pentru o sumă de termeni trigonometrici integrăm fiecare termen separat, ca la polinoame.
∫cos x dx=sin x+C
∫sin x dx=−cos x+C
•La ∫sin x apare −cos x, nu +cos x.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫(3sin x−2cos x)dx.
Separăm termenii: 3∫sin xdx−2∫cos xdx.
Înlocuim primitivele: 3(−cos x)−2(sin x).
Rezultatul este −3cos x−2sin x+C.
Control: derivata este 3sin x−2cos x.
Substituția când apare derivata expresiei interioare
Într-o expresie de forma u′(x)·u(x)n, recunoaștem expresia interioară u și derivata u′ de lângă ea. Scriem du=u′(x)dx, apoi integrăm puterea simplă un.
Tiparul funcționează și la exponentul −2. Dacă factorul din față este multiplu al lui u′, scoatem coeficientul suplimentar înainte de integrare.
∫u′·un dx=un+1n+1+C, n≠−1
∫u′u2 dx=−1u+C
•Nu integra doar paranteza: verifică mai întâi dacă derivata ei este prezentă afară.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫6x(x2+5)2dx.
Punem u=x2+5, de unde du=2x dx.
Factorul 6x dx devine 3du, deci integrala este 3∫u2du.
Integrăm: 3·u33=u3. Revenim la x și obținem (x2+5)3+C.
Control: derivata este 3(x2+5)2·2x=6x(x2+5)2.
Substituția cu e la puterea unei funcții
Dacă lângă eu(x) apare derivata u′(x), putem pune u=u(x). Atunci u′(x)dx devine du, iar ∫eudu=eu+C.
Expresia interioară poate fi un polinom sau chiar sin x. Înainte să alegem răspunsul, derivăm eu(x) și verificăm că factorul exterior coincide cu u′.
∫u′(x)eu(x)dx=eu(x)+C
•Dacă u′ lipsește, nu aplica mecanic această formulă.
Exemplu rezolvat cu alte date
Calculați ∫4x3ex4+2dx.
Expresia interioară este u=x4+2.
Derivata este u′=4x3, exact factorul din fața exponențialei; deci du=4x3dx.
Integrala devine ∫eudu=eu+C=ex4+2+C.
Control: derivata rezultatului este ex4+2·4x3.
Exerciții rezolvate din lecție (30)
Încearcă singur fiecare exercițiu, apoi deschide rezolvarea ca să te verifici.
Exercițiul 1
Calculați ∫ 4x2 + 6x − 5 dx.
Vezi rezolvarea
Integrăm polinomul termen cu termen.
4x2 → 4x33, 6x → 3x2, iar −5 → −5x
Răspuns final: 4x33 + 3x2 − 5x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 4x33 + 3x2 − 5x + C
Exercițiul 2
Calculați ∫ 8x3 − 3x2 + 2 dx.
Vezi rezolvarea
Fiecare monom se tratează separat.
8x3 → 2x4, −3x2 → −x3, iar 2 → 2x
Răspuns final: 2x4 − x3 + 2x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2x4 − x3 + 2x + C
Exercițiul 3
Calculați ∫ 5x4 + 2x2 − x dx.
Vezi rezolvarea
Creștem cu 1 exponentul fiecărui termen.
Împărțim apoi fiecare coeficient la noul exponent
Răspuns final: x5 + 2x33 − x22 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: x5 + 2x33 − x22 + C
Exercițiul 4
Calculați ∫ 12x5 − 6x2 dx.
Vezi rezolvarea
Aplicăm regula puterii pe ambii termeni.
126 = 2 și −63 = −2
Răspuns final: 2x6 − 2x3 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2x6 − 2x3 + C
Exercițiul 5
Calculați ∫ 7x6 + 4x3 + 1 dx.
Vezi rezolvarea
Polinomul se integrează termen cu termen.
7x6 → x7, 4x3 → x4, 1 → x
Răspuns final: x7 + x4 + x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: x7 + x4 + x + C
Exercițiul 6
Calculați ∫ x7 − 8x3 + 2x dx.
Vezi rezolvarea
Aplicăm formula puterii de trei ori.
Coeficienții devin 18, −84 = −2 și 22 = 1
Răspuns final: x88 − 2x4 + x2 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: x88 − 2x4 + x2 + C
Exercițiul 7
Calculați ∫ √x dx.
Vezi rezolvarea
Scriem √x = x12.
Exponentul devine 32, iar împărțirea la 32 înseamnă înmulțire cu 23
Răspuns final: 2x√x3 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2x√x3 + C
Exercițiul 8
Calculați ∫ 3√x dx.
Vezi rezolvarea
Scriem radicalul ca putere x12.
3·(23)x32 = 2x√x
Răspuns final: 2x√x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2x√x + C
Exercițiul 9
Calculați ∫ 1√x dx.
Vezi rezolvarea
Scriem 1√x = x−12.
Exponentul devine 12 și împărțim la 12
Răspuns final: 2√x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2√x + C
Exercițiul 10
Calculați ∫ x√x dx.
Vezi rezolvarea
Scriem x√x = x32.
Exponentul devine 52, deci primitiva este (25)x52
Răspuns final: 2x2√x5 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2x2√x5 + C
Exercițiul 11
Calculați ∫ 1x2 dx.
Vezi rezolvarea
Scriem 1x2 = x−2; nu este cazul logaritmic.
∫ x−2 dx = x−1−1 = −1x
Răspuns final: −1x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −1x + C
Exercițiul 12
Calculați ∫ 1x3 dx.
Vezi rezolvarea
Scriem 1x3 = x−3.
∫ x−3 dx = x−2−2 = −12x2
Răspuns final: −12x2 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −12x2 + C
Exercițiul 13
Calculați ∫ 4x2 dx.
Vezi rezolvarea
Constanta 4 rămâne în față.
4∫x−2 dx = −4x + C
Răspuns final: −4x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −4x + C
Exercițiul 14
Calculați ∫ 2x3 dx.
Vezi rezolvarea
Aplicăm regula puterii pentru exponentul −3.
2·x−2−2 = −x−2
Răspuns final: −1x2 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −1x2 + C
Exercițiul 15
Calculați ∫ x−4 dx.
Vezi rezolvarea
Exponentul −4 devine −3.
Împărțim x−3 la −3
Răspuns final: −13x3 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −13x3 + C
Exercițiul 16
Calculați ∫ ex dx.
Vezi rezolvarea
Exponențiala ex este propria sa derivată.
∫ ex dx = ex + C
Răspuns final: ex + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: ex + C
Exercițiul 17
Calculați ∫ 3ex dx.
Vezi rezolvarea
Constanta 3 iese în față.
∫ 3ex dx = 3ex + C
Răspuns final: 3ex + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 3ex + C
Exercițiul 18
Calculați ∫ e2x dx.
Vezi rezolvarea
Derivarea lui e2x produce factorul 2.
Împărțim la 2 pentru a compensa regula lanțului
Răspuns final: e2x2 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: e2x2 + C
Exercițiul 19
Calculați ∫ e−x dx.
Vezi rezolvarea
Derivata exponentului −x este −1.
Derivând −e−x obținem e−x
Răspuns final: −e−x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −e−x + C
Exercițiul 20
Calculați ∫ 2x dx.
Vezi rezolvarea
Pentru baza a, ∫axdx = axln a + C.
Aici a = 2
Răspuns final: 2xln 2 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: 2xln 2 + C
Exercițiul 21
Calculați ∫ 1x dx.
Vezi rezolvarea
Exponentul −1 este excepția de la regula puterii.
Folosim formula ∫1x dx = ln|x| + C
Răspuns final: ln|x| + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: ln|x| + C
Exercițiul 22
Calculați ∫ 1x + 3 dx.
Vezi rezolvarea
Numărătorul este derivata numitorului.
Aplicăm ∫u′u dx = ln|u| + C
Răspuns final: ln|x + 3| + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: ln|x + 3| + C
Exercițiul 23
Calculați ∫ 12x + 1 dx.
Vezi rezolvarea
Derivata numitorului este 2, deci avem un factor lipsă.
Compensăm cu 12 în fața logaritmului
Răspuns final: ln|2x + 1|2 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: ln|2x + 1|2 + C
Exercițiul 24
Calculați ∫ sin x dx.
Vezi rezolvarea
Derivata lui cos x este −sin x.
Prin urmare derivata lui −cos x este sin x
Răspuns final: −cos x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: −cos x + C
Exercițiul 25
Calculați ∫ cos x dx.
Vezi rezolvarea
Derivata lui sin x este cos x.
∫cos x dx = sin x + C
Răspuns final: sin x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: sin x + C
Exercițiul 26
Calculați ∫ 2x(x2 + 1)3 dx.
Vezi rezolvarea
Observăm derivata expresiei interioare x2 + 1.
Punem u = x2 + 1 și du = 2x dx, apoi ∫u3du = u44
Răspuns final: (x2 + 1)44 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: (x2 + 1)44 + C
Exercițiul 27
Calculați ∫ 2xx2 + 4 dx.
Vezi rezolvarea
Numărătorul este derivata numitorului.
Aplicăm tiparul ∫u′u dx
Răspuns final: ln(x2 + 4) + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: ln(x2 + 4) + C
Exercițiul 28
Calculați ∫ 3x2ex3 dx.
Vezi rezolvarea
Expresia interioară este u = x3.
du = 3x2dx, deci integrala devine ∫eudu
Răspuns final: ex3 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: ex3 + C
Exercițiul 29
Calculați ∫ cos x·esin x dx.
Vezi rezolvarea
Derivata lui sin x este cos x.
Punem u = sin x și obținem ∫eudu
Răspuns final: esin x + C. Verificarea se face derivând rezultatul.
Răspuns: esin x + C
Exercițiul 30
Calculați ∫ 2x(x2 + 1)2 dx.
Vezi rezolvarea
Punem u = x2 + 1, du = 2x dx.
Integrăm u−2 și obținem −u−1
Răspuns final: −1x2 + 1 + C. Verificarea se face derivând rezultatul.