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Problemas de Cálculo e Álgebra

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**Explicação:** Calculamos a integral definida \( \int_{1}^{e} \ln x \, dx \). 
 
345. **Problema:** Determine a solução geral da equação diferencial \( y'' - 4y' + 4y = x 
e^{2x} \). 
 **Resposta:** A solução geral é \( y(x) = (C 
 
_1 + C_2 x)e^{2x} + \frac{x^2 e^{2x}}{2} \), onde \( C_1 \) e \( C_2 \) são constantes. 
 **Explicação:** Resolvemos a equação diferencial linear de segunda ordem não 
homogênea com coeficientes constantes. 
 
346. **Problema:** Determine o valor de \( \lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{\tan 2x} \). 
 **Resposta:** O limite é \( \frac{3}{4} \). 
 **Explicação:** Aplicamos a expansão de Taylor para \( \sin 3x \) e \( \tan 2x \) e usamos 
a regra de L'Hôpital. 
 
347. **Problema:** Encontre a equação da reta tangente à curva \( y = \cos(2x) \) que 
passa pelo ponto \( \left( \frac{\pi}{4}, \frac{\sqrt{2}}{2} \right) \). 
 **Resposta:** A equação da reta é \( y = -2x + \sqrt{2} + 2\pi \). 
 **Explicação:** Calculamos a derivada de \( y = \cos(2x) \), encontramos a inclinação 
da reta tangente em \( x = \frac{\pi}{4} \) e, em seguida, usamos o ponto dado para 
encontrar a equação da reta. 
 
348. **Problema:** Calcule \( \int \frac{x}{\sqrt{1 - x^2}} \, dx \). 
 **Resposta:** A integral é \( -\sqrt{1 - x^2} + C \). 
 **Explicação:** Utilizamos a substituição trigonométrica para resolver a integral. 
 
349. **Problema:** Determine a solução particular da equação diferencial \( y'' - 3y' + 2y = 
3e^x \). 
 **Resposta:** Uma solução particular é \( y_p(x) = xe^x \). 
 **Explicação:** Utilizamos o método dos coeficientes a determinar para encontrar uma 
solução particular. 
 
350. **Problema:** Determine o valor de \( \int \sqrt{1 + x^2} \, dx \). 
 **Resposta:** A integral é \( \frac{1}{2} \left( x \sqrt{1 + x^2} + \ln \left| x + \sqrt{1 + x^2} 
\right| \right) + C \). 
 **Explicação:** Utilizamos a substituição trigonométrica para resolver a integral. 
 
351. **Problema:** Encontre a área da região limitada pela curva \( y = e^x \), o eixo \( x \) 
e as retas \( x = 0 \) e \( x = 2 \). 
 **Resposta:** A área é \( e^2 - 1 \). 
 **Explicação:** Calculamos a integral definida \( \int_{0}^{2} e^x \, dx \). 
 
352. **Problema:** Determine a solução geral da equação diferencial \( y'' + y = \sin x \). 
 **Resposta:** A solução geral é \( y(x) = C_1 \cos x + C_2 \sin x - \frac{1}{2}x \cos x \), 
onde \( C_1 \) e \( C_2 \) são constantes. 
 **Explicação:** Resolvemos a equação diferencial não homogênea usando o método 
dos coeficientes a determinar. 
 
353. **Problema:** Calcule \( \int \frac{1}{\sin^2 x} \, dx \). 
 **Resposta:** A integral é \( -\cot x + C \). 
 **Explicação:** Utilizamos a identidade trigonométrica para simplificar a integral. 
 
354. **Problema:** Determine o valor de \( \lim_{x \to 0} \frac{\tan 3x}{\sin 4x} \). 
 **Resposta:** O limite não existe. 
 **Explicação:** Simplificamos a expressão dentro do limite e observamos que a forma 
indeterminada não é resolvida. 
 
355. **Problema:** Encontre a equação da reta tangente à curva \( y = \sin(2x) \) que seja 
perpendicular à reta \( y = x \). 
 **Resposta:** A equação da reta é \( y = -2x + \frac{\pi}{2} \). 
 **Explicação:** Calculamos a derivada de \( y = \sin(2x) \) e a derivada da reta \( y = x \), 
encontramos a inclinação da reta tangente em \( x = \frac{\pi}{4} \) e, em seguida, usamos 
a inclinação perpendicular. 
 
356. **Problema:** Calcule \( \int \frac{1}{\cos^2 x} \, dx \). 
 **Resposta:** A integral é \( \tan x + C \). 
 **Explicação:** Utilizamos a identidade trigonométrica para simplificar a integral.

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