Sr Examen

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Integral de (t^4-1)/(sqrt(1-t^2)) dt

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1               
  /               
 |                
 |      4         
 |     t  - 1     
 |  ----------- dt
 |     ________   
 |    /      2    
 |  \/  1 - t     
 |                
/                 
0                 
$$\int\limits_{0}^{1} \frac{t^{4} - 1}{\sqrt{1 - t^{2}}}\, dt$$
Integral((t^4 - 1)/sqrt(1 - t^2), (t, 0, 1))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

  2. Integramos término a término:

      TrigSubstitutionRule(theta=_theta, func=sin(_theta), rewritten=sin(_theta)**4, substep=RewriteRule(rewritten=(1/2 - cos(2*_theta)/2)**2, substep=AlternativeRule(alternatives=[RewriteRule(rewritten=cos(2*_theta)**2/4 - cos(2*_theta)/2 + 1/4, substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=1/4, other=cos(2*_theta)**2, substep=RewriteRule(rewritten=cos(4*_theta)/2 + 1/2, substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=1/2, other=cos(4*_theta), substep=URule(u_var=_u, u_func=4*_theta, constant=1/4, substep=ConstantTimesRule(constant=1/4, other=cos(_u), substep=TrigRule(func='cos', arg=_u, context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(4*_theta), symbol=_theta), context=cos(4*_theta)/2, symbol=_theta), ConstantRule(constant=1/2, context=1/2, symbol=_theta)], context=cos(4*_theta)/2 + 1/2, symbol=_theta), context=cos(2*_theta)**2, symbol=_theta), context=cos(2*_theta)**2/4, symbol=_theta), ConstantTimesRule(constant=-1/2, other=cos(2*_theta), substep=URule(u_var=_u, u_func=2*_theta, constant=1/2, substep=ConstantTimesRule(constant=1/2, other=cos(_u), substep=TrigRule(func='cos', arg=_u, context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(2*_theta), symbol=_theta), context=-cos(2*_theta)/2, symbol=_theta), ConstantRule(constant=1/4, context=1/4, symbol=_theta)], context=cos(2*_theta)**2/4 - cos(2*_theta)/2 + 1/4, symbol=_theta), context=(1/2 - cos(2*_theta)/2)**2, symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=cos(2*_theta)**2/4 - cos(2*_theta)/2 + 1/4, substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=1/4, other=cos(2*_theta)**2, substep=RewriteRule(rewritten=cos(4*_theta)/2 + 1/2, substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=1/2, other=cos(4*_theta), substep=URule(u_var=_u, u_func=4*_theta, constant=1/4, substep=ConstantTimesRule(constant=1/4, other=cos(_u), substep=TrigRule(func='cos', arg=_u, context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(4*_theta), symbol=_theta), context=cos(4*_theta)/2, symbol=_theta), ConstantRule(constant=1/2, context=1/2, symbol=_theta)], context=cos(4*_theta)/2 + 1/2, symbol=_theta), context=cos(2*_theta)**2, symbol=_theta), context=cos(2*_theta)**2/4, symbol=_theta), ConstantTimesRule(constant=-1/2, other=cos(2*_theta), substep=URule(u_var=_u, u_func=2*_theta, constant=1/2, substep=ConstantTimesRule(constant=1/2, other=cos(_u), substep=TrigRule(func='cos', arg=_u, context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(_u), symbol=_u), context=cos(2*_theta), symbol=_theta), context=-cos(2*_theta)/2, symbol=_theta), ConstantRule(constant=1/4, context=1/4, symbol=_theta)], context=cos(2*_theta)**2/4 - cos(2*_theta)/2 + 1/4, symbol=_theta), context=(1/2 - cos(2*_theta)/2)**2, symbol=_theta)], context=(1/2 - cos(2*_theta)/2)**2, symbol=_theta), context=sin(_theta)**4, symbol=_theta), restriction=(t > -1) & (t < 1), context=t**4/sqrt(1 - t**2), symbol=t)

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

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

      Por lo tanto, el resultado es:

    El resultado es:

  3. Ahora simplificar:

  4. Añadimos la constante de integración:


Respuesta:

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                                                              
 |                                                                                                               
 |     4                          //                 ________        ________                                   \
 |    t  - 1                      ||                /      2        /      2  /       2\                        |
 | ----------- dt = C - asin(t) + |<3*asin(t)   t*\/  1 - t     t*\/  1 - t  *\1 - 2*t /                        |
 |    ________                    ||--------- - ------------- + ------------------------  for And(t > -1, t < 1)|
 |   /      2                     \\    8             2                    8                                    /
 | \/  1 - t                                                                                                     
 |                                                                                                               
/                                                                                                                
$$\int \frac{t^{4} - 1}{\sqrt{1 - t^{2}}}\, dt = C + \begin{cases} \frac{t \left(1 - 2 t^{2}\right) \sqrt{1 - t^{2}}}{8} - \frac{t \sqrt{1 - t^{2}}}{2} + \frac{3 \operatorname{asin}{\left(t \right)}}{8} & \text{for}\: t > -1 \wedge t < 1 \end{cases} - \operatorname{asin}{\left(t \right)}$$
Gráfica
Respuesta [src]
-5*pi
-----
  16 
$$- \frac{5 \pi}{16}$$
=
=
-5*pi
-----
  16 
$$- \frac{5 \pi}{16}$$
-5*pi/16
Respuesta numérica [src]
-0.98174770424681
-0.98174770424681

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