Sr Examen

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Integral de 2dt/cos*2t dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  x            
  -            
  4            
  /            
 |             
 |     2       
 |  -------- dt
 |  cos(2*t)   
 |             
/              
0              
$$\int\limits_{0}^{\frac{x}{4}} \frac{2}{\cos{\left(2 t \right)}}\, dt$$
Integral(2/cos(2*t), (t, 0, x/4))
Solución detallada
Tenemos el integral:
  /           
 |            
 |    2       
 | -------- dt
 | cos(2*t)   
 |            
/             
La función subintegral
   2    
--------
cos(2*t)
Multiplicamos numerador y denominador por
cos(2*t)
obtendremos
   2       2*cos(2*t)
-------- = ----------
cos(2*t)      2      
           cos (2*t) 
Como
sin(a)^2 + cos(a)^2 = 1
entonces
   2               2     
cos (2*t) = 1 - sin (2*t)
cambiamos denominador
2*cos(2*t)     2*cos(2*t) 
---------- = -------------
   2                2     
cos (2*t)    1 - sin (2*t)
hacemos el cambio
u = sin(2*t)
entonces integral
  /                  
 |                   
 |   2*cos(2*t)      
 | ------------- dt  
 |        2         =
 | 1 - sin (2*t)     
 |                   
/                    
  
  /                  
 |                   
 |   2*cos(2*t)      
 | ------------- dt  
 |        2         =
 | 1 - sin (2*t)     
 |                   
/                    
  
Como du = 2*dt*cos(2*t)
  /         
 |          
 |   1      
 | ------ du
 |      2   
 | 1 - u    
 |          
/           
Reescribimos la función subintegral
         /2\                
         |-|                
  1      \2/ /  1       1  \
------ = ---*|----- + -----|
     2    2  \1 - u   1 + u/
1 - u                       
entonces
                 /             /          
                |             |           
                |   1         |   1       
                | ----- du    | ----- du  
  /             | 1 + u       | 1 - u     
 |              |             |           
 |   1         /             /           =
 | ------ du = ----------- + -----------  
 |      2           2             2       
 | 1 - u                                  
 |                                        
/                                         
  
= log(1 + u)/2 - log(-1 + u)/2
hacemos cambio inverso
u = sin(2*t)
Respuesta
  /                                                         
 |                                                          
 |    2          log(1 + sin(2*t))   log(-1 + sin(2*t))     
 | -------- dt = ----------------- - ------------------ + C0
 | cos(2*t)              2                   2              
 |                                                          
/                                                           
donde C0 es la constante que no depende de t
Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                        
 |                                                         
 |    2              log(1 + sin(2*t))   log(-1 + sin(2*t))
 | -------- dt = C + ----------------- - ------------------
 | cos(2*t)                  2                   2         
 |                                                         
/                                                          
$$\int \frac{2}{\cos{\left(2 t \right)}}\, dt = C - \frac{\log{\left(\sin{\left(2 t \right)} - 1 \right)}}{2} + \frac{\log{\left(\sin{\left(2 t \right)} + 1 \right)}}{2}$$
Respuesta [src]
   /       /x\\      /        /x\\       
log|1 + sin|-||   log|-1 + sin|-||       
   \       \2//      \        \2//   pi*I
--------------- - ---------------- + ----
       2                 2            2  
$$- \frac{\log{\left(\sin{\left(\frac{x}{2} \right)} - 1 \right)}}{2} + \frac{\log{\left(\sin{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1 \right)}}{2} + \frac{i \pi}{2}$$
=
=
   /       /x\\      /        /x\\       
log|1 + sin|-||   log|-1 + sin|-||       
   \       \2//      \        \2//   pi*I
--------------- - ---------------- + ----
       2                 2            2  
$$- \frac{\log{\left(\sin{\left(\frac{x}{2} \right)} - 1 \right)}}{2} + \frac{\log{\left(\sin{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1 \right)}}{2} + \frac{i \pi}{2}$$
log(1 + sin(x/2))/2 - log(-1 + sin(x/2))/2 + pi*i/2

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