Sr Examen

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Integral de 1/(sin(x/sqrt(2))) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1              
  /              
 |               
 |      1        
 |  ---------- dx
 |     /  x  \   
 |  sin|-----|   
 |     |  ___|   
 |     \\/ 2 /   
 |               
/                
0                
$$\int\limits_{0}^{1} \frac{1}{\sin{\left(\frac{x}{\sqrt{2}} \right)}}\, dx$$
Integral(1/sin(x/sqrt(2)), (x, 0, 1))
Solución detallada
Tenemos el integral:
  /             
 |              
 |     1        
 | ---------- dx
 |    /  x  \   
 | sin|-----|   
 |    |  ___|   
 |    \\/ 2 /   
 |              
/               
La función subintegral
    1     
----------
   /  x  \
sin|-----|
   |  ___|
   \\/ 2 /
Multiplicamos numerador y denominador por
   /    ___\
   |x*\/ 2 |
sin|-------|
   \   2   /
obtendremos
                 /  ___  \
                 |\/ 2   |
              sin|-----*x|
    1            \  2    /
---------- = -------------
   /  x  \       /  ___  \
sin|-----|      2|\/ 2   |
   |  ___|   sin |-----*x|
   \\/ 2 /       \  2    /
Como
sin(a)^2 + cos(a)^2 = 1
entonces
    /    ___\           /    ___\
   2|x*\/ 2 |          2|x*\/ 2 |
sin |-------| = 1 - cos |-------|
    \   2   /           \   2   /
cambiamos denominador
    /  ___  \         /  ___  \  
    |\/ 2   |         |\/ 2   |  
 sin|-----*x|      sin|-----*x|  
    \  2    /         \  2    /  
------------- = -----------------
    /  ___  \           /  ___  \
   2|\/ 2   |          2|\/ 2   |
sin |-----*x|   1 - cos |-----*x|
    \  2    /           \  2    /
hacemos el cambio
       /    ___\
       |x*\/ 2 |
u = cos|-------|
       \   2   /
entonces integral
  /                      
 |                       
 |       /  ___  \       
 |       |\/ 2   |       
 |    sin|-----*x|       
 |       \  2    /       
 | ----------------- dx =
 |         /  ___  \     
 |        2|\/ 2   |     
 | 1 - cos |-----*x|     
 |         \  2    /     
 |                       
/                        
  /                      
 |                       
 |       /  ___  \       
 |       |\/ 2   |       
 |    sin|-----*x|       
 |       \  2    /       
 | ----------------- dx =
 |         /  ___  \     
 |        2|\/ 2   |     
 | 1 - cos |-----*x|     
 |         \  2    /     
 |                       
/                        
Como du = -sqrt(2)*dx*sin(sqrt(2)*x/2)/2
  /                    
 |                     
 |       /  ___  \     
 |       |\/ 2   |     
 |    sin|-----*x|     
 |       \  2    /     
 | ----------------- du
 |         /  ___  \   
 |        2|\/ 2   |   
 | 1 - cos |-----*x|   
 |         \  2    /   
 |                     
/                      
Reescribimos la función subintegral
      /  ___  \                            
      |\/ 2   |                            
   sin|-----*x|        ___                 
      \  2    /     -\/ 2   /  1       1  \
----------------- = -------*|----- + -----|
        /  ___  \      2    \1 - u   1 + u/
       2|\/ 2   |                          
1 - cos |-----*x|                          
        \  2    /                          
entonces
                                 /  /             /        \   
  /                              | |             |         |   
 |                           ___ | |   1         |   1     |   
 |       /  ___  \        -\/ 2 *| | ----- du +  | ----- du|   
 |       |\/ 2   |               | | 1 + u       | 1 - u   |   
 |    sin|-----*x|               | |             |         |   
 |       \  2    /               \/             /          /   
 | ----------------- du = ----------------------------------- =
 |         /  ___  \                       2                   
 |        2|\/ 2   |                                           
 | 1 - cos |-----*x|                                           
 |         \  2    /                                           
 |                                                             
/                                                              
  
= u*sin(x*sqrt(2)/2)/(1 - cos(x*sqrt(2)/2)^2)
hacemos cambio inverso
       /    ___\
       |x*\/ 2 |
u = cos|-------|
       \   2   /
Respuesta
                         /   /        /    ___\\      /       /    ___\\\     
  /                      |   |        |x*\/ 2 ||      |       |x*\/ 2 |||     
 |                       |log|-1 + cos|-------||   log|1 + cos|-------|||     
 |     1             ___ |   \        \   2   //      \       \   2   //|     
 | ---------- dx = \/ 2 *|---------------------- - ---------------------|     
 |    /  x  \            \          2                        2          / + C0
 | sin|-----|                                                                 
 |    |  ___|                                                                 
 |    \\/ 2 /                                                                 
 |                                                                            
/                                                                             
donde C0 es la constante que no depende de x
Respuesta (Indefinida) [src]
                             /   /        /    ___\\      /       /    ___\\\
  /                          |   |        |x*\/ 2 ||      |       |x*\/ 2 |||
 |                           |log|-1 + cos|-------||   log|1 + cos|-------|||
 |     1                 ___ |   \        \   2   //      \       \   2   //|
 | ---------- dx = C + \/ 2 *|---------------------- - ---------------------|
 |    /  x  \                \          2                        2          /
 | sin|-----|                                                                
 |    |  ___|                                                                
 |    \\/ 2 /                                                                
 |                                                                           
/                                                                            
$$\int \frac{1}{\sin{\left(\frac{x}{\sqrt{2}} \right)}}\, dx = C + \sqrt{2} \left(\frac{\log{\left(\cos{\left(\frac{\sqrt{2} x}{2} \right)} - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(\cos{\left(\frac{\sqrt{2} x}{2} \right)} + 1 \right)}}{2}\right)$$
Gráfica
Respuesta [src]
           /   /       /  ___\\      /       /  ___\\       \
           |   |       |\/ 2 ||      |       |\/ 2 ||       |
           |log|1 - cos|-----||   log|1 + cos|-----||       |
       ___ |   \       \  2  //      \       \  2  //   pi*I|
oo + \/ 2 *|------------------- - ------------------- + ----|
           \         2                     2             2  /
$$\infty + \sqrt{2} \left(\frac{\log{\left(1 - \cos{\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \right)} \right)}}{2} - \frac{\log{\left(\cos{\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \right)} + 1 \right)}}{2} + \frac{i \pi}{2}\right)$$
=
=
           /   /       /  ___\\      /       /  ___\\       \
           |   |       |\/ 2 ||      |       |\/ 2 ||       |
           |log|1 - cos|-----||   log|1 + cos|-----||       |
       ___ |   \       \  2  //      \       \  2  //   pi*I|
oo + \/ 2 *|------------------- - ------------------- + ----|
           \         2                     2             2  /
$$\infty + \sqrt{2} \left(\frac{\log{\left(1 - \cos{\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \right)} \right)}}{2} - \frac{\log{\left(\cos{\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \right)} + 1 \right)}}{2} + \frac{i \pi}{2}\right)$$
oo + sqrt(2)*(log(1 - cos(sqrt(2)/2))/2 - log(1 + cos(sqrt(2)/2))/2 + pi*i/2)
Respuesta numérica [src]
62.4140139461916
62.4140139461916

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