Sr Examen

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Integral de (x^2+x+5)*dx/(x^3-x+3*x^2-3) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1                     
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 |                      
 |       2              
 |      x  + x + 5      
 |  ----------------- dx
 |   3          2       
 |  x  - x + 3*x  - 3   
 |                      
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0                       
01(x2+x)+5(3x2+(x3x))3dx\int\limits_{0}^{1} \frac{\left(x^{2} + x\right) + 5}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3}\, dx
Integral((x^2 + x + 5)/(x^3 - x + 3*x^2 - 3), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (x2+x)+5(3x2+(x3x))3=118(x+3)54(x+1)+78(x1)\frac{\left(x^{2} + x\right) + 5}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} = \frac{11}{8 \left(x + 3\right)} - \frac{5}{4 \left(x + 1\right)} + \frac{7}{8 \left(x - 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:

        118(x+3)dx=111x+3dx8\int \frac{11}{8 \left(x + 3\right)}\, dx = \frac{11 \int \frac{1}{x + 3}\, dx}{8}

        1. que u=x+3u = x + 3.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x+3)\log{\left(x + 3 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 11log(x+3)8\frac{11 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

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

        (54(x+1))dx=51x+1dx4\int \left(- \frac{5}{4 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{5 \int \frac{1}{x + 1}\, dx}{4}

        1. que u=x+1u = x + 1.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 5log(x+1)4- \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4}

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

        78(x1)dx=71x1dx8\int \frac{7}{8 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{7 \int \frac{1}{x - 1}\, dx}{8}

        1. que u=x1u = x - 1.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 7log(x1)8\frac{7 \log{\left(x - 1 \right)}}{8}

      El resultado es: 7log(x1)85log(x+1)4+11log(x+3)8\frac{7 \log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{11 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (x2+x)+5(3x2+(x3x))3=x2(3x2+(x3x))3+x(3x2+(x3x))3+5(3x2+(x3x))3\frac{\left(x^{2} + x\right) + 5}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} = \frac{x^{2}}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} + \frac{x}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} + \frac{5}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3}

    2. Integramos término a término:

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        x2(3x2+(x3x))3=98(x+3)14(x+1)+18(x1)\frac{x^{2}}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} = \frac{9}{8 \left(x + 3\right)} - \frac{1}{4 \left(x + 1\right)} + \frac{1}{8 \left(x - 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:

          98(x+3)dx=91x+3dx8\int \frac{9}{8 \left(x + 3\right)}\, dx = \frac{9 \int \frac{1}{x + 3}\, dx}{8}

          1. que u=x+3u = x + 3.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(x+3)\log{\left(x + 3 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: 9log(x+3)8\frac{9 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

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

          (14(x+1))dx=1x+1dx4\int \left(- \frac{1}{4 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{4}

          1. que u=x+1u = x + 1.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)4- \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4}

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

          18(x1)dx=1x1dx8\int \frac{1}{8 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x - 1}\, dx}{8}

          1. que u=x1u = x - 1.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: log(x1)8\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{8}

        El resultado es: log(x1)8log(x+1)4+9log(x+3)8\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{9 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        x(3x2+(x3x))3=38(x+3)+14(x+1)+18(x1)\frac{x}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} = - \frac{3}{8 \left(x + 3\right)} + \frac{1}{4 \left(x + 1\right)} + \frac{1}{8 \left(x - 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:

          (38(x+3))dx=31x+3dx8\int \left(- \frac{3}{8 \left(x + 3\right)}\right)\, dx = - \frac{3 \int \frac{1}{x + 3}\, dx}{8}

          1. que u=x+3u = x + 3.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(x+3)\log{\left(x + 3 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: 3log(x+3)8- \frac{3 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

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

          14(x+1)dx=1x+1dx4\int \frac{1}{4 \left(x + 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{4}

          1. que u=x+1u = x + 1.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)4\frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4}

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

          18(x1)dx=1x1dx8\int \frac{1}{8 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x - 1}\, dx}{8}

          1. que u=x1u = x - 1.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: log(x1)8\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{8}

        El resultado es: log(x1)8+log(x+1)43log(x+3)8\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{8} + \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} - \frac{3 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

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

        5(3x2+(x3x))3dx=51(3x2+(x3x))3dx\int \frac{5}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3}\, dx = 5 \int \frac{1}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3}\, dx

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          1(3x2+(x3x))3=18(x+3)14(x+1)+18(x1)\frac{1}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3} = \frac{1}{8 \left(x + 3\right)} - \frac{1}{4 \left(x + 1\right)} + \frac{1}{8 \left(x - 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:

            18(x+3)dx=1x+3dx8\int \frac{1}{8 \left(x + 3\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x + 3}\, dx}{8}

            1. que u=x+3u = x + 3.

              Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

              1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(x+3)\log{\left(x + 3 \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(x+3)8\frac{\log{\left(x + 3 \right)}}{8}

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

            (14(x+1))dx=1x+1dx4\int \left(- \frac{1}{4 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{4}

            1. que u=x+1u = x + 1.

              Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

              1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(x+1)\log{\left(x + 1 \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)4- \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4}

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

            18(x1)dx=1x1dx8\int \frac{1}{8 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x - 1}\, dx}{8}

            1. que u=x1u = x - 1.

              Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

              1udu\int \frac{1}{u}\, du

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

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(x1)8\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{8}

          El resultado es: log(x1)8log(x+1)4+log(x+3)8\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{\log{\left(x + 3 \right)}}{8}

        Por lo tanto, el resultado es: 5log(x1)85log(x+1)4+5log(x+3)8\frac{5 \log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{5 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

      El resultado es: 7log(x1)85log(x+1)4+11log(x+3)8\frac{7 \log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{11 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}

  2. Añadimos la constante de integración:

    7log(x1)85log(x+1)4+11log(x+3)8+constant\frac{7 \log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{11 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

7log(x1)85log(x+1)4+11log(x+3)8+constant\frac{7 \log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{11 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                       
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 |      2                                                                 
 |     x  + x + 5             5*log(1 + x)   7*log(-1 + x)   11*log(3 + x)
 | ----------------- dx = C - ------------ + ------------- + -------------
 |  3          2                   4               8               8      
 | x  - x + 3*x  - 3                                                      
 |                                                                        
/                                                                         
(x2+x)+5(3x2+(x3x))3dx=C+7log(x1)85log(x+1)4+11log(x+3)8\int \frac{\left(x^{2} + x\right) + 5}{\left(3 x^{2} + \left(x^{3} - x\right)\right) - 3}\, dx = C + \frac{7 \log{\left(x - 1 \right)}}{8} - \frac{5 \log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{11 \log{\left(x + 3 \right)}}{8}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90-100005000
Respuesta [src]
      7*pi*I
-oo - ------
        8   
7iπ8-\infty - \frac{7 i \pi}{8}
=
=
      7*pi*I
-oo - ------
        8   
7iπ8-\infty - \frac{7 i \pi}{8}
-oo - 7*pi*i/8
Respuesta numérica [src]
-39.0504693633979
-39.0504693633979

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