Sr Examen

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Integral de tang^3(2x)*sec^3(2x) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  2                       
  /                       
 |                        
 |     3         3        
 |  tan (2*x)*sec (2*x) dx
 |                        
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1                         
12tan3(2x)sec3(2x)dx\int\limits_{1}^{2} \tan^{3}{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}\, dx
Integral(tan(2*x)^3*sec(2*x)^3, (x, 1, 2))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    tan3(2x)sec3(2x)=(sec2(2x)1)tan(2x)sec3(2x)\tan^{3}{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)} = \left(\sec^{2}{\left(2 x \right)} - 1\right) \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=sec(2x)u = \sec{\left(2 x \right)}.

      Luego que du=2tan(2x)sec(2x)dxdu = 2 \tan{\left(2 x \right)} \sec{\left(2 x \right)} dx y ponemos dudu:

      (u42u22)du\int \left(\frac{u^{4}}{2} - \frac{u^{2}}{2}\right)\, du

      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:

          u42du=u4du2\int \frac{u^{4}}{2}\, du = \frac{\int u^{4}\, du}{2}

          1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

            u4du=u55\int u^{4}\, du = \frac{u^{5}}{5}

          Por lo tanto, el resultado es: u510\frac{u^{5}}{10}

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

          (u22)du=u2du2\int \left(- \frac{u^{2}}{2}\right)\, du = - \frac{\int u^{2}\, du}{2}

          1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

            u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

          Por lo tanto, el resultado es: u36- \frac{u^{3}}{6}

        El resultado es: u510u36\frac{u^{5}}{10} - \frac{u^{3}}{6}

      Si ahora sustituir uu más en:

      sec5(2x)10sec3(2x)6\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10} - \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (sec2(2x)1)tan(2x)sec3(2x)=tan(2x)sec5(2x)tan(2x)sec3(2x)\left(\sec^{2}{\left(2 x \right)} - 1\right) \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)} = \tan{\left(2 x \right)} \sec^{5}{\left(2 x \right)} - \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=sec(2x)u = \sec{\left(2 x \right)}.

        Luego que du=2tan(2x)sec(2x)dxdu = 2 \tan{\left(2 x \right)} \sec{\left(2 x \right)} dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

        u42du\int \frac{u^{4}}{2}\, du

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

          u4du=u4du2\int u^{4}\, du = \frac{\int u^{4}\, du}{2}

          1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

            u4du=u55\int u^{4}\, du = \frac{u^{5}}{5}

          Por lo tanto, el resultado es: u510\frac{u^{5}}{10}

        Si ahora sustituir uu más en:

        sec5(2x)10\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10}

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

        (tan(2x)sec3(2x))dx=tan(2x)sec3(2x)dx\int \left(- \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}\right)\, dx = - \int \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}\, dx

        1. que u=sec(2x)u = \sec{\left(2 x \right)}.

          Luego que du=2tan(2x)sec(2x)dxdu = 2 \tan{\left(2 x \right)} \sec{\left(2 x \right)} dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

          u22du\int \frac{u^{2}}{2}\, du

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

            u2du=u2du2\int u^{2}\, du = \frac{\int u^{2}\, du}{2}

            1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

              u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

            Por lo tanto, el resultado es: u36\frac{u^{3}}{6}

          Si ahora sustituir uu más en:

          sec3(2x)6\frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

        Por lo tanto, el resultado es: sec3(2x)6- \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

      El resultado es: sec5(2x)10sec3(2x)6\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10} - \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (sec2(2x)1)tan(2x)sec3(2x)=tan(2x)sec5(2x)tan(2x)sec3(2x)\left(\sec^{2}{\left(2 x \right)} - 1\right) \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)} = \tan{\left(2 x \right)} \sec^{5}{\left(2 x \right)} - \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=sec(2x)u = \sec{\left(2 x \right)}.

        Luego que du=2tan(2x)sec(2x)dxdu = 2 \tan{\left(2 x \right)} \sec{\left(2 x \right)} dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

        u42du\int \frac{u^{4}}{2}\, du

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

          u4du=u4du2\int u^{4}\, du = \frac{\int u^{4}\, du}{2}

          1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

            u4du=u55\int u^{4}\, du = \frac{u^{5}}{5}

          Por lo tanto, el resultado es: u510\frac{u^{5}}{10}

        Si ahora sustituir uu más en:

        sec5(2x)10\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10}

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

        (tan(2x)sec3(2x))dx=tan(2x)sec3(2x)dx\int \left(- \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}\right)\, dx = - \int \tan{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}\, dx

        1. que u=sec(2x)u = \sec{\left(2 x \right)}.

          Luego que du=2tan(2x)sec(2x)dxdu = 2 \tan{\left(2 x \right)} \sec{\left(2 x \right)} dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

          u22du\int \frac{u^{2}}{2}\, du

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

            u2du=u2du2\int u^{2}\, du = \frac{\int u^{2}\, du}{2}

            1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

              u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

            Por lo tanto, el resultado es: u36\frac{u^{3}}{6}

          Si ahora sustituir uu más en:

          sec3(2x)6\frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

        Por lo tanto, el resultado es: sec3(2x)6- \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

      El resultado es: sec5(2x)10sec3(2x)6\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10} - \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}

  3. Añadimos la constante de integración:

    sec5(2x)10sec3(2x)6+constant\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10} - \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

sec5(2x)10sec3(2x)6+constant\frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10} - \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                  
 |                                 3           5     
 |    3         3               sec (2*x)   sec (2*x)
 | tan (2*x)*sec (2*x) dx = C - --------- + ---------
 |                                  6           10   
/                                                    
tan3(2x)sec3(2x)dx=C+sec5(2x)10sec3(2x)6\int \tan^{3}{\left(2 x \right)} \sec^{3}{\left(2 x \right)}\, dx = C + \frac{\sec^{5}{\left(2 x \right)}}{10} - \frac{\sec^{3}{\left(2 x \right)}}{6}
Gráfica
1.002.001.101.201.301.401.501.601.701.801.90-100100
Respuesta [src]
            2                2   
  -3 + 5*cos (4)   -3 + 5*cos (2)
- -------------- + --------------
          5                5     
    30*cos (4)       30*cos (2)  
3+5cos2(4)30cos5(4)+3+5cos2(2)30cos5(2)- \frac{-3 + 5 \cos^{2}{\left(4 \right)}}{30 \cos^{5}{\left(4 \right)}} + \frac{-3 + 5 \cos^{2}{\left(2 \right)}}{30 \cos^{5}{\left(2 \right)}}
=
=
            2                2   
  -3 + 5*cos (4)   -3 + 5*cos (2)
- -------------- + --------------
          5                5     
    30*cos (4)       30*cos (2)  
3+5cos2(4)30cos5(4)+3+5cos2(2)30cos5(2)- \frac{-3 + 5 \cos^{2}{\left(4 \right)}}{30 \cos^{5}{\left(4 \right)}} + \frac{-3 + 5 \cos^{2}{\left(2 \right)}}{30 \cos^{5}{\left(2 \right)}}
-(-3 + 5*cos(4)^2)/(30*cos(4)^5) + (-3 + 5*cos(2)^2)/(30*cos(2)^5)
Respuesta numérica [src]
5.45853363057353
5.45853363057353

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