Sr Examen

Otras calculadoras

Integral de (tg(x/4))^3 dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1           
  /           
 |            
 |     3/x\   
 |  tan |-| dx
 |      \4/   
 |            
/             
0             
01tan3(x4)dx\int\limits_{0}^{1} \tan^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx
Integral(tan(x/4)^3, (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    tan3(x4)=(sec2(x4)1)tan(x4)\tan^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)} = \left(\sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} - 1\right) \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=sec2(x4)u = \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}.

      Luego que du=tan(x4)sec2(x4)dx2du = \frac{\tan{\left(\frac{x}{4} \right)} \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{2} y ponemos dudu:

      2u2udu\int \frac{2 u - 2}{u}\, du

      1. que u=2uu = 2 u.

        Luego que du=2dudu = 2 du y ponemos dudu:

        u2udu\int \frac{u - 2}{u}\, du

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          u2u=12u\frac{u - 2}{u} = 1 - \frac{2}{u}

        2. Integramos término a término:

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

            1du=u\int 1\, du = u

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

            (2u)du=21udu\int \left(- \frac{2}{u}\right)\, du = - 2 \int \frac{1}{u}\, du

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

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

          El resultado es: u2log(u)u - 2 \log{\left(u \right)}

        Si ahora sustituir uu más en:

        2u2log(2u)2 u - 2 \log{\left(2 u \right)}

      Si ahora sustituir uu más en:

      2log(2sec2(x4))+2sec2(x4)- 2 \log{\left(2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)} + 2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (sec2(x4)1)tan(x4)=tan(x4)sec2(x4)tan(x4)\left(\sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} - 1\right) \tan{\left(\frac{x}{4} \right)} = \tan{\left(\frac{x}{4} \right)} \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} - \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=sec(x4)u = \sec{\left(\frac{x}{4} \right)}.

        Luego que du=tan(x4)sec(x4)dx4du = \frac{\tan{\left(\frac{x}{4} \right)} \sec{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos 4du4 du:

        4udu\int 4 u\, du

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

          udu=4udu\int u\, du = 4 \int u\, du

          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: 2u22 u^{2}

        Si ahora sustituir uu más en:

        2sec2(x4)2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}

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

        (tan(x4))dx=tan(x4)dx\int \left(- \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}\right)\, dx = - \int \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          tan(x4)=sin(x4)cos(x4)\tan{\left(\frac{x}{4} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x}{4} \right)}}{\cos{\left(\frac{x}{4} \right)}}

        2. que u=cos(x4)u = \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}.

          Luego que du=sin(x4)dx4du = - \frac{\sin{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos 4du- 4 du:

          (4u)du\int \left(- \frac{4}{u}\right)\, du

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

            1udu=41udu\int \frac{1}{u}\, du = - 4 \int \frac{1}{u}\, du

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

            Por lo tanto, el resultado es: 4log(u)- 4 \log{\left(u \right)}

          Si ahora sustituir uu más en:

          4log(cos(x4))- 4 \log{\left(\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 4log(cos(x4))4 \log{\left(\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)}

      El resultado es: 4log(cos(x4))+2sec2(x4)4 \log{\left(\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)} + 2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (sec2(x4)1)tan(x4)=tan(x4)sec2(x4)tan(x4)\left(\sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} - 1\right) \tan{\left(\frac{x}{4} \right)} = \tan{\left(\frac{x}{4} \right)} \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} - \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=sec(x4)u = \sec{\left(\frac{x}{4} \right)}.

        Luego que du=tan(x4)sec(x4)dx4du = \frac{\tan{\left(\frac{x}{4} \right)} \sec{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos 4du4 du:

        4udu\int 4 u\, du

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

          udu=4udu\int u\, du = 4 \int u\, du

          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: 2u22 u^{2}

        Si ahora sustituir uu más en:

        2sec2(x4)2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}

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

        (tan(x4))dx=tan(x4)dx\int \left(- \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}\right)\, dx = - \int \tan{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          tan(x4)=sin(x4)cos(x4)\tan{\left(\frac{x}{4} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x}{4} \right)}}{\cos{\left(\frac{x}{4} \right)}}

        2. que u=cos(x4)u = \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}.

          Luego que du=sin(x4)dx4du = - \frac{\sin{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos 4du- 4 du:

          (4u)du\int \left(- \frac{4}{u}\right)\, du

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

            1udu=41udu\int \frac{1}{u}\, du = - 4 \int \frac{1}{u}\, du

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

            Por lo tanto, el resultado es: 4log(u)- 4 \log{\left(u \right)}

          Si ahora sustituir uu más en:

          4log(cos(x4))- 4 \log{\left(\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 4log(cos(x4))4 \log{\left(\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)}

      El resultado es: 4log(cos(x4))+2sec2(x4)4 \log{\left(\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)} + 2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}

  3. Añadimos la constante de integración:

    2log(2sec2(x4))+2sec2(x4)+constant- 2 \log{\left(2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)} + 2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

2log(2sec2(x4))+2sec2(x4)+constant- 2 \log{\left(2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)} + 2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                             
 |                                              
 |    3/x\               /     2/x\\        2/x\
 | tan |-| dx = C - 2*log|2*sec |-|| + 2*sec |-|
 |     \4/               \      \4//         \4/
 |                                              
/                                               
tan3(x4)dx=C2log(2sec2(x4))+2sec2(x4)\int \tan^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx = C - 2 \log{\left(2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \right)} + 2 \sec^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.9004
Respuesta [src]
         2                      
-2 + --------- + 4*log(cos(1/4))
        2                       
     cos (1/4)                  
2+4log(cos(14))+2cos2(14)-2 + 4 \log{\left(\cos{\left(\frac{1}{4} \right)} \right)} + \frac{2}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{4} \right)}}
=
=
         2                      
-2 + --------- + 4*log(cos(1/4))
        2                       
     cos (1/4)                  
2+4log(cos(14))+2cos2(14)-2 + 4 \log{\left(\cos{\left(\frac{1}{4} \right)} \right)} + \frac{2}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{4} \right)}}
-2 + 2/cos(1/4)^2 + 4*log(cos(1/4))
Respuesta numérica [src]
0.00407478847582135
0.00407478847582135

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