Integral de (arccos^2x-3)/(1-x^2)^1\2 dx

1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

   Método #1

   1. que $u = \operatorname{acos}{\left(x \right)}$.

      Luego que $du = - \frac{dx}{\sqrt{1 - x^{2}}}$ y ponemos $du$:

      $\int \left(3 - u^{2}\right)\, du$

      1. Integramos término a término:

         1. La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:

            $\int 3\, du = 3 u$

         1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            $\int \left(- u^{2}\right)\, du = - \int u^{2}\, du$

            1. Integral $u^{n}$ es $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ when $n \neq -1$:

               $\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}$

            Por lo tanto, el resultado es: $- \frac{u^{3}}{3}$

         El resultado es: $- \frac{u^{3}}{3} + 3 u$

      Si ahora sustituir $u$ más en:

      $- \frac{\operatorname{acos}^{3}{\left(x \right)}}{3} + 3 \operatorname{acos}{\left(x \right)}$

   Método #2

   1. Vuelva a escribir el integrando:

      $\frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(x \right)} - 3}{\sqrt{1 - x^{2}}} = \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(x \right)}}{\sqrt{1 - x^{2}}} - \frac{3}{\sqrt{1 - x^{2}}}$

   2. Integramos término a término:

      1. que $u = \operatorname{acos}{\left(x \right)}$.

         Luego que $du = - \frac{dx}{\sqrt{1 - x^{2}}}$ y ponemos $- du$:

         $\int \left(- u^{2}\right)\, du$

         1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            $\int u^{2}\, du = - \int u^{2}\, du$

            1. Integral $u^{n}$ es $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ when $n \neq -1$:

               $\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}$

            Por lo tanto, el resultado es: $- \frac{u^{3}}{3}$

         Si ahora sustituir $u$ más en:

         $- \frac{\operatorname{acos}^{3}{\left(x \right)}}{3}$

      1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

         $\int \left(- \frac{3}{\sqrt{1 - x^{2}}}\right)\, dx = - 3 \int \frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx$

         ArcsinRule(context=1/sqrt(1 - x**2), symbol=x)

         Por lo tanto, el resultado es: $- 3 \operatorname{asin}{\left(x \right)}$

      El resultado es: $- \frac{\operatorname{acos}^{3}{\left(x \right)}}{3} - 3 \operatorname{asin}{\left(x \right)}$

2. Ahora simplificar:

   $\frac{\left(9 - \operatorname{acos}^{2}{\left(x \right)}\right) \operatorname{acos}{\left(x \right)}}{3}$

3. Añadimos la constante de integración:

   $\frac{\left(9 - \operatorname{acos}^{2}{\left(x \right)}\right) \operatorname{acos}{\left(x \right)}}{3}+ \mathrm{constant}$

Respuesta:

$\frac{\left(9 - \operatorname{acos}^{2}{\left(x \right)}\right) \operatorname{acos}{\left(x \right)}}{3}+ \mathrm{constant}$