Sr Examen

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Integral de (x^4dx)/(x^2-1)(x+2) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
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 |    x              
 |  ------*(x + 2) dx
 |   2               
 |  x  - 1           
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0                    
01x4x21(x+2)dx\int\limits_{0}^{1} \frac{x^{4}}{x^{2} - 1} \left(x + 2\right)\, dx
Integral((x^4/(x^2 - 1))*(x + 2), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      x4x21(x+2)=x3+2x2+x+212(x+1)+32(x1)\frac{x^{4}}{x^{2} - 1} \left(x + 2\right) = x^{3} + 2 x^{2} + x + 2 - \frac{1}{2 \left(x + 1\right)} + \frac{3}{2 \left(x - 1\right)}

    2. Integramos término a término:

      1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

        x3dx=x44\int x^{3}\, dx = \frac{x^{4}}{4}

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

        2x2dx=2x2dx\int 2 x^{2}\, dx = 2 \int x^{2}\, dx

        1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

          x2dx=x33\int x^{2}\, dx = \frac{x^{3}}{3}

        Por lo tanto, el resultado es: 2x33\frac{2 x^{3}}{3}

      1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

        xdx=x22\int x\, dx = \frac{x^{2}}{2}

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

        2dx=2x\int 2\, dx = 2 x

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

        (12(x+1))dx=1x+1dx2\int \left(- \frac{1}{2 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{2}

        1. que u=x+1u = x + 1.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

          1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)2- \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}

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

        32(x1)dx=31x1dx2\int \frac{3}{2 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{x - 1}\, dx}{2}

        1. que u=x1u = x - 1.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

          1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x1)2\frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2}

      El resultado es: x44+2x33+x22+2x+3log(x1)2log(x+1)2\frac{x^{4}}{4} + \frac{2 x^{3}}{3} + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + \frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      x4x21(x+2)=x5+2x4x21\frac{x^{4}}{x^{2} - 1} \left(x + 2\right) = \frac{x^{5} + 2 x^{4}}{x^{2} - 1}

    2. Vuelva a escribir el integrando:

      x5+2x4x21=x3+2x2+x+212(x+1)+32(x1)\frac{x^{5} + 2 x^{4}}{x^{2} - 1} = x^{3} + 2 x^{2} + x + 2 - \frac{1}{2 \left(x + 1\right)} + \frac{3}{2 \left(x - 1\right)}

    3. Integramos término a término:

      1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

        x3dx=x44\int x^{3}\, dx = \frac{x^{4}}{4}

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

        2x2dx=2x2dx\int 2 x^{2}\, dx = 2 \int x^{2}\, dx

        1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

          x2dx=x33\int x^{2}\, dx = \frac{x^{3}}{3}

        Por lo tanto, el resultado es: 2x33\frac{2 x^{3}}{3}

      1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

        xdx=x22\int x\, dx = \frac{x^{2}}{2}

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

        2dx=2x\int 2\, dx = 2 x

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

        (12(x+1))dx=1x+1dx2\int \left(- \frac{1}{2 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{2}

        1. que u=x+1u = x + 1.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

          1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)2- \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}

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

        32(x1)dx=31x1dx2\int \frac{3}{2 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{x - 1}\, dx}{2}

        1. que u=x1u = x - 1.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

          1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x1)2\frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2}

      El resultado es: x44+2x33+x22+2x+3log(x1)2log(x+1)2\frac{x^{4}}{4} + \frac{2 x^{3}}{3} + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + \frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      x4x21(x+2)=x5x21+2x4x21\frac{x^{4}}{x^{2} - 1} \left(x + 2\right) = \frac{x^{5}}{x^{2} - 1} + \frac{2 x^{4}}{x^{2} - 1}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=x2u = x^{2}.

        Luego que du=2xdxdu = 2 x dx y ponemos dudu:

        u22u2du\int \frac{u^{2}}{2 u - 2}\, du

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          u22u2=u2+12+12(u1)\frac{u^{2}}{2 u - 2} = \frac{u}{2} + \frac{1}{2} + \frac{1}{2 \left(u - 1\right)}

        2. Integramos término a término:

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

            u2du=udu2\int \frac{u}{2}\, du = \frac{\int u\, du}{2}

            1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

              udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

            Por lo tanto, el resultado es: u24\frac{u^{2}}{4}

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

            12du=u2\int \frac{1}{2}\, du = \frac{u}{2}

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

            12(u1)du=1u1du2\int \frac{1}{2 \left(u - 1\right)}\, du = \frac{\int \frac{1}{u - 1}\, du}{2}

            1. que u=u1u = u - 1.

              Luego que du=dudu = du y ponemos dudu:

              1udu\int \frac{1}{u}\, du

              1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(u1)\log{\left(u - 1 \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(u1)2\frac{\log{\left(u - 1 \right)}}{2}

          El resultado es: u24+u2+log(u1)2\frac{u^{2}}{4} + \frac{u}{2} + \frac{\log{\left(u - 1 \right)}}{2}

        Si ahora sustituir uu más en:

        x44+x22+log(x21)2\frac{x^{4}}{4} + \frac{x^{2}}{2} + \frac{\log{\left(x^{2} - 1 \right)}}{2}

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

        2x4x21dx=2x4x21dx\int \frac{2 x^{4}}{x^{2} - 1}\, dx = 2 \int \frac{x^{4}}{x^{2} - 1}\, dx

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          x4x21=x2+112(x+1)+12(x1)\frac{x^{4}}{x^{2} - 1} = x^{2} + 1 - \frac{1}{2 \left(x + 1\right)} + \frac{1}{2 \left(x - 1\right)}

        2. Integramos término a término:

          1. Integral xnx^{n} es xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

            x2dx=x33\int x^{2}\, dx = \frac{x^{3}}{3}

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

            1dx=x\int 1\, dx = x

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

            (12(x+1))dx=1x+1dx2\int \left(- \frac{1}{2 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{2}

            1. que u=x+1u = x + 1.

              Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

              1udu\int \frac{1}{u}\, du

              1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)2- \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}

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

            12(x1)dx=1x1dx2\int \frac{1}{2 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x - 1}\, dx}{2}

            1. que u=x1u = x - 1.

              Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

              1udu\int \frac{1}{u}\, du

              1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(x1)2\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{2}

          El resultado es: x33+x+log(x1)2log(x+1)2\frac{x^{3}}{3} + x + \frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}

        Por lo tanto, el resultado es: 2x33+2x+log(x1)log(x+1)\frac{2 x^{3}}{3} + 2 x + \log{\left(x - 1 \right)} - \log{\left(x + 1 \right)}

      El resultado es: x44+2x33+x22+2x+log(x1)log(x+1)+log(x21)2\frac{x^{4}}{4} + \frac{2 x^{3}}{3} + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + \log{\left(x - 1 \right)} - \log{\left(x + 1 \right)} + \frac{\log{\left(x^{2} - 1 \right)}}{2}

  2. Añadimos la constante de integración:

    x44+2x33+x22+2x+3log(x1)2log(x+1)2+constant\frac{x^{4}}{4} + \frac{2 x^{3}}{3} + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + \frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

x44+2x33+x22+2x+3log(x1)2log(x+1)2+constant\frac{x^{4}}{4} + \frac{2 x^{3}}{3} + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + \frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                         
 |                                                                          
 |    4                     2                       4      3                
 |   x                     x          log(1 + x)   x    2*x    3*log(-1 + x)
 | ------*(x + 2) dx = C + -- + 2*x - ---------- + -- + ---- + -------------
 |  2                      2              2        4     3           2      
 | x  - 1                                                                   
 |                                                                          
/                                                                           
x4x21(x+2)dx=C+x44+2x33+x22+2x+3log(x1)2log(x+1)2\int \frac{x^{4}}{x^{2} - 1} \left(x + 2\right)\, dx = C + \frac{x^{4}}{4} + \frac{2 x^{3}}{3} + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + \frac{3 \log{\left(x - 1 \right)}}{2} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{2}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90-2000010000
Respuesta [src]
      3*pi*I
-oo - ------
        2   
3iπ2-\infty - \frac{3 i \pi}{2}
=
=
      3*pi*I
-oo - ------
        2   
3iπ2-\infty - \frac{3 i \pi}{2}
-oo - 3*pi*i/2
Respuesta numérica [src]
-63.066342102934
-63.066342102934

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