Sr Examen

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Integral de ((t-2)^3)/(t^2+1)^(1/2) dt

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1               
  /               
 |                
 |           3    
 |    (t - 2)     
 |  ----------- dt
 |     ________   
 |    /  2        
 |  \/  t  + 1    
 |                
/                 
0                 
$$\int\limits_{0}^{1} \frac{\left(t - 2\right)^{3}}{\sqrt{t^{2} + 1}}\, dt$$
Integral((t - 2)^3/sqrt(t^2 + 1), (t, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

    2. Vuelva a escribir el integrando:

    3. Integramos término a término:

        TrigSubstitutionRule(theta=_theta, func=tan(_theta), rewritten=sin(_theta)**3/cos(_theta)**4, substep=RewriteRule(rewritten=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=AlternativeRule(alternatives=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=1, substep=RewriteRule(rewritten=_u**(-2) - 1/_u**4, substep=AddRule(substeps=[PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=-1/_u**4, symbol=_u)], context=_u**(-2) - 1/_u**4, symbol=_u), context=(_u**2 - 1)/_u**4, symbol=_u), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, substep=AlternativeRule(alternatives=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=(_u**2 - 1)/_u**4, substep=RewriteRule(rewritten=_u**(-2) - 1/_u**4, substep=AddRule(substeps=[PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=-1/_u**4, symbol=_u)], context=_u**(-2) - 1/_u**4, symbol=_u), context=(_u**2 - 1)/_u**4, symbol=_u), context=(_u**2 - 1)/_u**4, symbol=_u), context=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=sin(_theta)/cos(_theta)**2 - sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=AddRule(substeps=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-2), substep=PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), context=_u**(-2), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**2, symbol=_theta), ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=_u**(-4), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=-sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=sin(_theta)/cos(_theta)**2 - sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=-(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-sin(_theta)/cos(_theta)**2 + sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)/cos(_theta)**2, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-2), substep=PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), context=_u**(-2), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**2, symbol=_theta), context=-sin(_theta)/cos(_theta)**2, symbol=_theta), URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=_u**(-4), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=-sin(_theta)/cos(_theta)**2 + sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=sin(_theta)**3/cos(_theta)**4, symbol=_theta), restriction=True, context=t**3/sqrt(t**2 + 1), symbol=t)

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

        1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

          Pero la integral

        Por lo tanto, el resultado es:

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

        1. que .

          Luego que y ponemos :

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

            1. Integral es when :

            Por lo tanto, el resultado es:

          Si ahora sustituir más en:

        Por lo tanto, el resultado es:

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

          InverseHyperbolicRule(func=asinh, context=1/sqrt(t**2 + 1), symbol=t)

        Por lo tanto, el resultado es:

      El resultado es:

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

    2. Integramos término a término:

        TrigSubstitutionRule(theta=_theta, func=tan(_theta), rewritten=sin(_theta)**3/cos(_theta)**4, substep=RewriteRule(rewritten=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=AlternativeRule(alternatives=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=1, substep=RewriteRule(rewritten=_u**(-2) - 1/_u**4, substep=AddRule(substeps=[PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=-1/_u**4, symbol=_u)], context=_u**(-2) - 1/_u**4, symbol=_u), context=(_u**2 - 1)/_u**4, symbol=_u), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, substep=AlternativeRule(alternatives=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=(_u**2 - 1)/_u**4, substep=RewriteRule(rewritten=_u**(-2) - 1/_u**4, substep=AddRule(substeps=[PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=-1/_u**4, symbol=_u)], context=_u**(-2) - 1/_u**4, symbol=_u), context=(_u**2 - 1)/_u**4, symbol=_u), context=(_u**2 - 1)/_u**4, symbol=_u), context=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=sin(_theta)/cos(_theta)**2 - sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=AddRule(substeps=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-2), substep=PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), context=_u**(-2), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**2, symbol=_theta), ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=_u**(-4), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=-sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=sin(_theta)/cos(_theta)**2 - sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=-(sin(_theta)*cos(_theta)**2 - sin(_theta))/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-sin(_theta)/cos(_theta)**2 + sin(_theta)/cos(_theta)**4, substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)/cos(_theta)**2, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-2), substep=PowerRule(base=_u, exp=-2, context=_u**(-2), symbol=_u), context=_u**(-2), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**2, symbol=_theta), context=-sin(_theta)/cos(_theta)**2, symbol=_theta), URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**(-4), substep=PowerRule(base=_u, exp=-4, context=_u**(-4), symbol=_u), context=_u**(-4), symbol=_u), context=sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=-sin(_theta)/cos(_theta)**2 + sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta)], context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta)/cos(_theta)**4, symbol=_theta), context=sin(_theta)**3/cos(_theta)**4, symbol=_theta), restriction=True, context=t**3/sqrt(t**2 + 1), symbol=t)

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

        1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

          Pero la integral

        Por lo tanto, el resultado es:

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

        1. que .

          Luego que y ponemos :

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

            1. Integral es when :

            Por lo tanto, el resultado es:

          Si ahora sustituir más en:

        Por lo tanto, el resultado es:

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

          InverseHyperbolicRule(func=asinh, context=1/sqrt(t**2 + 1), symbol=t)

        Por lo tanto, el resultado es:

      El resultado es:

  2. Añadimos la constante de integración:


Respuesta:

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                                
 |                                                            3/2                  
 |          3                              ________   /     2\             ________
 |   (t - 2)                              /      2    \1 + t /            /      2 
 | ----------- dt = C - 5*asinh(t) + 11*\/  1 + t   + ----------- - 3*t*\/  1 + t  
 |    ________                                             3                       
 |   /  2                                                                          
 | \/  t  + 1                                                                      
 |                                                                                 
/                                                                                  
$$\int \frac{\left(t - 2\right)^{3}}{\sqrt{t^{2} + 1}}\, dt = C - 3 t \sqrt{t^{2} + 1} + \frac{\left(t^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}{3} + 11 \sqrt{t^{2} + 1} - 5 \operatorname{asinh}{\left(t \right)}$$
Gráfica
Respuesta [src]
                               ___
  34        /      ___\   26*\/ 2 
- -- - 5*log\1 + \/ 2 / + --------
  3                          3    
$$- \frac{34}{3} - 5 \log{\left(1 + \sqrt{2} \right)} + \frac{26 \sqrt{2}}{3}$$
=
=
                               ___
  34        /      ___\   26*\/ 2 
- -- - 5*log\1 + \/ 2 / + --------
  3                          3    
$$- \frac{34}{3} - 5 \log{\left(1 + \sqrt{2} \right)} + \frac{26 \sqrt{2}}{3}$$
-34/3 - 5*log(1 + sqrt(2)) + 26*sqrt(2)/3
Respuesta numérica [src]
-3.48368372786422
-3.48368372786422

    Estos ejemplos se pueden aplicar para introducción de los límites de integración inferior y superior.