Sr Examen

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Integral de (x^4+1)/(x^6+1) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1          
  /          
 |           
 |   4       
 |  x  + 1   
 |  ------ dx
 |   6       
 |  x  + 1   
 |           
/            
0            
01x4+1x6+1dx\int\limits_{0}^{1} \frac{x^{4} + 1}{x^{6} + 1}\, dx
Integral((x^4 + 1)/(x^6 + 1), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      x4+1x6+1=x2+13(x4x2+1)+23(x2+1)\frac{x^{4} + 1}{x^{6} + 1} = \frac{x^{2} + 1}{3 \left(x^{4} - x^{2} + 1\right)} + \frac{2}{3 \left(x^{2} + 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:

        x2+13(x4x2+1)dx=x2+1x4x2+1dx3\int \frac{x^{2} + 1}{3 \left(x^{4} - x^{2} + 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{x^{2} + 1}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx}{3}

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          x2+1x4x2+1=x2x4x2+1+1x4x2+1\frac{x^{2} + 1}{x^{4} - x^{2} + 1} = \frac{x^{2}}{x^{4} - x^{2} + 1} + \frac{1}{x^{4} - x^{2} + 1}

        2. Integramos término a término:

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

            Pero la integral

            3log(x23x+1)123log(x2+3x+1)12+atan(2x3)2+atan(2x+3)2\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

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

            Pero la integral

            3log(x23x+1)12+3log(x2+3x+1)12+atan(2x3)2+atan(2x+3)2- \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

          El resultado es: atan(2x3)+atan(2x+3)\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)} + \operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: atan(2x3)3+atan(2x+3)3\frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{3}

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

        23(x2+1)dx=21x2+1dx3\int \frac{2}{3 \left(x^{2} + 1\right)}\, dx = \frac{2 \int \frac{1}{x^{2} + 1}\, dx}{3}

          PieceweseRule(subfunctions=[(ArctanRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), True), (ArccothRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False), (ArctanhRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False)], context=1/(x**2 + 1), symbol=x)

        Por lo tanto, el resultado es: 2atan(x)3\frac{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3}

      El resultado es: 2atan(x)3+atan(2x3)3+atan(2x+3)3\frac{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{3}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      x4+1x6+1=x4x6+1+1x6+1\frac{x^{4} + 1}{x^{6} + 1} = \frac{x^{4}}{x^{6} + 1} + \frac{1}{x^{6} + 1}

    2. Integramos término a término:

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        x4x6+1=2x213(x4x2+1)+13(x2+1)\frac{x^{4}}{x^{6} + 1} = \frac{2 x^{2} - 1}{3 \left(x^{4} - x^{2} + 1\right)} + \frac{1}{3 \left(x^{2} + 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:

          2x213(x4x2+1)dx=2x21x4x2+1dx3\int \frac{2 x^{2} - 1}{3 \left(x^{4} - x^{2} + 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{2 x^{2} - 1}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx}{3}

          1. Vuelva a escribir el integrando:

            2x21x4x2+1=2x2x4x2+11x4x2+1\frac{2 x^{2} - 1}{x^{4} - x^{2} + 1} = \frac{2 x^{2}}{x^{4} - x^{2} + 1} - \frac{1}{x^{4} - x^{2} + 1}

          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:

              2x2x4x2+1dx=2x2x4x2+1dx\int \frac{2 x^{2}}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx = 2 \int \frac{x^{2}}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx

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

                Pero la integral

                3log(x23x+1)123log(x2+3x+1)12+atan(2x3)2+atan(2x+3)2\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

              Por lo tanto, el resultado es: 3log(x23x+1)63log(x2+3x+1)6+atan(2x3)+atan(2x+3)\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{6} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{6} + \operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)} + \operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}

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

              (1x4x2+1)dx=1x4x2+1dx\int \left(- \frac{1}{x^{4} - x^{2} + 1}\right)\, dx = - \int \frac{1}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx

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

                Pero la integral

                3log(x23x+1)12+3log(x2+3x+1)12+atan(2x3)2+atan(2x+3)2- \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

              Por lo tanto, el resultado es: 3log(x23x+1)123log(x2+3x+1)12atan(2x3)2atan(2x+3)2\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} - \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

            El resultado es: 3log(x23x+1)43log(x2+3x+1)4+atan(2x3)2+atan(2x+3)2\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{4} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{4} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

          Por lo tanto, el resultado es: 3log(x23x+1)123log(x2+3x+1)12+atan(2x3)6+atan(2x+3)6\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{6} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{6}

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

          13(x2+1)dx=1x2+1dx3\int \frac{1}{3 \left(x^{2} + 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x^{2} + 1}\, dx}{3}

            PieceweseRule(subfunctions=[(ArctanRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), True), (ArccothRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False), (ArctanhRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False)], context=1/(x**2 + 1), symbol=x)

          Por lo tanto, el resultado es: atan(x)3\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3}

        El resultado es: 3log(x23x+1)123log(x2+3x+1)12+atan(x)3+atan(2x3)6+atan(2x+3)6\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{6} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{6}

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        1x6+1=x223(x4x2+1)+13(x2+1)\frac{1}{x^{6} + 1} = - \frac{x^{2} - 2}{3 \left(x^{4} - x^{2} + 1\right)} + \frac{1}{3 \left(x^{2} + 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:

          (x223(x4x2+1))dx=x22x4x2+1dx3\int \left(- \frac{x^{2} - 2}{3 \left(x^{4} - x^{2} + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{x^{2} - 2}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx}{3}

          1. Vuelva a escribir el integrando:

            x22x4x2+1=x2x4x2+12x4x2+1\frac{x^{2} - 2}{x^{4} - x^{2} + 1} = \frac{x^{2}}{x^{4} - x^{2} + 1} - \frac{2}{x^{4} - x^{2} + 1}

          2. Integramos término a término:

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

              Pero la integral

              3log(x23x+1)123log(x2+3x+1)12+atan(2x3)2+atan(2x+3)2\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

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

              (2x4x2+1)dx=21x4x2+1dx\int \left(- \frac{2}{x^{4} - x^{2} + 1}\right)\, dx = - 2 \int \frac{1}{x^{4} - x^{2} + 1}\, dx

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

                Pero la integral

                3log(x23x+1)12+3log(x2+3x+1)12+atan(2x3)2+atan(2x+3)2- \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

              Por lo tanto, el resultado es: 3log(x23x+1)63log(x2+3x+1)6atan(2x3)atan(2x+3)\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{6} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{6} - \operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)} - \operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}

            El resultado es: 3log(x23x+1)43log(x2+3x+1)4atan(2x3)2atan(2x+3)2\frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{4} - \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{4} - \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{2} - \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{2}

          Por lo tanto, el resultado es: 3log(x23x+1)12+3log(x2+3x+1)12+atan(2x3)6+atan(2x+3)6- \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{6} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{6}

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

          13(x2+1)dx=1x2+1dx3\int \frac{1}{3 \left(x^{2} + 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x^{2} + 1}\, dx}{3}

            PieceweseRule(subfunctions=[(ArctanRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), True), (ArccothRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False), (ArctanhRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False)], context=1/(x**2 + 1), symbol=x)

          Por lo tanto, el resultado es: atan(x)3\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3}

        El resultado es: 3log(x23x+1)12+3log(x2+3x+1)12+atan(x)3+atan(2x3)6+atan(2x+3)6- \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} - \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\sqrt{3} \log{\left(x^{2} + \sqrt{3} x + 1 \right)}}{12} + \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{6} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{6}

      El resultado es: 2atan(x)3+atan(2x3)3+atan(2x+3)3\frac{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{3}

  2. Añadimos la constante de integración:

    2atan(x)3+atan(2x3)3+atan(2x+3)3+constant\frac{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{3}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

2atan(x)3+atan(2x3)3+atan(2x+3)3+constant\frac{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{3}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                   
 |                                                                    
 |  4                  /  ___      \       /    ___      \            
 | x  + 1          atan\\/ 3  + 2*x/   atan\- \/ 3  + 2*x/   2*atan(x)
 | ------ dx = C + ----------------- + ------------------- + ---------
 |  6                      3                    3                3    
 | x  + 1                                                             
 |                                                                    
/                                                                     
x4+1x6+1dx=C+2atan(x)3+atan(2x3)3+atan(2x+3)3\int \frac{x^{4} + 1}{x^{6} + 1}\, dx = C + \frac{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x - \sqrt{3} \right)}}{3} + \frac{\operatorname{atan}{\left(2 x + \sqrt{3} \right)}}{3}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.9002
Respuesta [src]
pi
--
3 
π3\frac{\pi}{3}
=
=
pi
--
3 
π3\frac{\pi}{3}
pi/3
Respuesta numérica [src]
1.0471975511966
1.0471975511966

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