Integral de 5x*arccos(x) dx

1. Usamos la integración por partes:

   $\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$

   que $u{\left(x \right)} = \operatorname{acos}{\left(x \right)}$ y que $\operatorname{dv}{\left(x \right)} = 5 x$.

   Entonces $\operatorname{du}{\left(x \right)} = - \frac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}$.

   Para buscar $v{\left(x \right)}$:

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

      $\int 5 x\, dx = 5 \int x\, dx$

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

         $\int x\, dx = \frac{x^{2}}{2}$

      Por lo tanto, el resultado es: $\frac{5 x^{2}}{2}$

   Ahora resolvemos podintegral.

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

   $\int \left(- \frac{5 x^{2}}{2 \sqrt{1 - x^{2}}}\right)\, dx = - \frac{5 \int \frac{x^{2}}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx}{2}$

   TrigSubstitutionRule(theta=_theta, func=sin(_theta), rewritten=sin(_theta)**2, substep=RewriteRule(rewritten=1/2 - cos(2*_theta)/2, substep=AddRule(substeps=[ConstantRule(constant=1/2, context=1/2, 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)], context=1/2 - cos(2*_theta)/2, symbol=_theta), context=sin(_theta)**2, symbol=_theta), restriction=(x > -1) & (x < 1), context=x**2/sqrt(1 - x**2), symbol=x)

   Por lo tanto, el resultado es: $- \frac{5 \left(\begin{cases} - \frac{x \sqrt{1 - x^{2}}}{2} + \frac{\operatorname{asin}{\left(x \right)}}{2} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)}{2}$

3. Ahora simplificar:

   $\begin{cases} \frac{5 \left(2 x^{2} \operatorname{acos}{\left(x \right)} - x \sqrt{1 - x^{2}} + \operatorname{asin}{\left(x \right)}\right)}{4} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}$

4. Añadimos la constante de integración:

   $\begin{cases} \frac{5 \left(2 x^{2} \operatorname{acos}{\left(x \right)} - x \sqrt{1 - x^{2}} + \operatorname{asin}{\left(x \right)}\right)}{4} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}+ \mathrm{constant}$

Respuesta:

$\begin{cases} \frac{5 \left(2 x^{2} \operatorname{acos}{\left(x \right)} - x \sqrt{1 - x^{2}} + \operatorname{asin}{\left(x \right)}\right)}{4} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}+ \mathrm{constant}$