Sr Examen

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Integral de 1/(a^2)*(cos(pi*x/a))^2*(sin(2*pi*y/b))^2+4/(b^2)*(sin(pi*x/a))^2*(cos(2*pi*y/b))^2 dy

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1                                                          
  /                                                          
 |                                                           
 |  /   2/pi*x\                                          \   
 |  |cos |----|                                          |   
 |  |    \ a  /    2/2*pi*y\   4     2/pi*x\    2/2*pi*y\|   
 |  |----------*sin |------| + --*sin |----|*cos |------|| dy
 |  |     2         \  b   /    2     \ a  /     \  b   /|   
 |  \    a                     b                         /   
 |                                                           
/                                                            
0                                                            
$$\int\limits_{0}^{1} \left(\frac{\cos^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{a^{2}} \sin^{2}{\left(\frac{2 \pi y}{b} \right)} + \frac{4}{b^{2}} \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)} \cos^{2}{\left(\frac{2 \pi y}{b} \right)}\right)\, dy$$
Integral((cos((pi*x)/a)^2/a^2)*sin(((2*pi)*y)/b)^2 + ((4/b^2)*sin((pi*x)/a)^2)*cos(((2*pi)*y)/b)^2, (y, 0, 1))
Solución detallada
  1. Integramos término a término:

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

      1. Vuelva a escribir el integrando:

      2. Integramos término a término:

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

        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. La integral del coseno es seno:

              Por lo tanto, el resultado es:

            Si ahora sustituir más en:

          Por lo tanto, el resultado es:

        El resultado es:

      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. Vuelva a escribir el integrando:

      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:

          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. La integral del coseno es seno:

              Por lo tanto, el resultado es:

            Si ahora sustituir más en:

          Por lo tanto, el resultado es:

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

        El resultado es:

      Por lo tanto, el resultado es:

    El resultado es:

  2. Ahora simplificar:

  3. Añadimos la constante de integración:


Respuesta:

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                           /         /4*pi*y\\                /         /4*pi*y\\
 |                                                                            |    b*sin|------||                |    b*sin|------||
 | /   2/pi*x\                                          \             2/pi*x\ |y        \  b   /|        2/pi*x\ |y        \  b   /|
 | |cos |----|                                          |          cos |----|*|- - -------------|   4*sin |----|*|- + -------------|
 | |    \ a  /    2/2*pi*y\   4     2/pi*x\    2/2*pi*y\|              \ a  / \2        8*pi    /         \ a  / \2        8*pi    /
 | |----------*sin |------| + --*sin |----|*cos |------|| dy = C + ------------------------------ + --------------------------------
 | |     2         \  b   /    2     \ a  /     \  b   /|                         2                                 2               
 | \    a                     b                         /                        a                                 b                
 |                                                                                                                                  
/                                                                                                                                   
$$\int \left(\frac{\cos^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{a^{2}} \sin^{2}{\left(\frac{2 \pi y}{b} \right)} + \frac{4}{b^{2}} \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)} \cos^{2}{\left(\frac{2 \pi y}{b} \right)}\right)\, dy = C + \frac{4 \left(\frac{b \sin{\left(\frac{4 \pi y}{b} \right)}}{8 \pi} + \frac{y}{2}\right) \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{b^{2}} + \frac{\left(- \frac{b \sin{\left(\frac{4 \pi y}{b} \right)}}{8 \pi} + \frac{y}{2}\right) \cos^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{a^{2}}$$
Respuesta [src]
/             /        /2*pi\    /2*pi\\                /        /2*pi\    /2*pi\\                                  
|             |     cos|----|*sin|----||                |     cos|----|*sin|----||                                  
|     2/pi*x\ |pi      \ b  /    \ b  /|        2/pi*x\ |pi      \ b  /    \ b  /|                                  
|2*sin |----|*|-- + -------------------|   b*cos |----|*|-- - -------------------|                                  
|      \ a  / \b             2         /         \ a  / \b             2         /                                  
|--------------------------------------- + ---------------------------------------  for And(b > -oo, b < oo, b != 0)
|                  pi*b                                          2                                                  
<                                                          2*pi*a                                                   
|                                                                                                                   
|                                       2/pi*x\                                                                     
|                                  4*sin |----|                                                                     
|                                        \ a  /                                                                     
|                                  ------------                                                otherwise            
|                                        2                                                                          
\                                       b                                                                           
$$\begin{cases} \frac{2 \left(\frac{\sin{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)}}{2} + \frac{\pi}{b}\right) \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{\pi b} + \frac{b \left(- \frac{\sin{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)}}{2} + \frac{\pi}{b}\right) \cos^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{2 \pi a^{2}} & \text{for}\: b > -\infty \wedge b < \infty \wedge b \neq 0 \\\frac{4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{b^{2}} & \text{otherwise} \end{cases}$$
=
=
/             /        /2*pi\    /2*pi\\                /        /2*pi\    /2*pi\\                                  
|             |     cos|----|*sin|----||                |     cos|----|*sin|----||                                  
|     2/pi*x\ |pi      \ b  /    \ b  /|        2/pi*x\ |pi      \ b  /    \ b  /|                                  
|2*sin |----|*|-- + -------------------|   b*cos |----|*|-- - -------------------|                                  
|      \ a  / \b             2         /         \ a  / \b             2         /                                  
|--------------------------------------- + ---------------------------------------  for And(b > -oo, b < oo, b != 0)
|                  pi*b                                          2                                                  
<                                                          2*pi*a                                                   
|                                                                                                                   
|                                       2/pi*x\                                                                     
|                                  4*sin |----|                                                                     
|                                        \ a  /                                                                     
|                                  ------------                                                otherwise            
|                                        2                                                                          
\                                       b                                                                           
$$\begin{cases} \frac{2 \left(\frac{\sin{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)}}{2} + \frac{\pi}{b}\right) \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{\pi b} + \frac{b \left(- \frac{\sin{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)} \cos{\left(\frac{2 \pi}{b} \right)}}{2} + \frac{\pi}{b}\right) \cos^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{2 \pi a^{2}} & \text{for}\: b > -\infty \wedge b < \infty \wedge b \neq 0 \\\frac{4 \sin^{2}{\left(\frac{\pi x}{a} \right)}}{b^{2}} & \text{otherwise} \end{cases}$$
Piecewise((2*sin(pi*x/a)^2*(pi/b + cos(2*pi/b)*sin(2*pi/b)/2)/(pi*b) + b*cos(pi*x/a)^2*(pi/b - cos(2*pi/b)*sin(2*pi/b)/2)/(2*pi*a^2), (b > -oo)∧(b < oo)∧(Ne(b, 0))), (4*sin(pi*x/a)^2/b^2, True))

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