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Integral de (x^2-2x+y^2)/((x^2+y^2)^2) dy

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1                 
  /                 
 |                  
 |   2          2   
 |  x  - 2*x + y    
 |  ------------- dy
 |             2    
 |    / 2    2\     
 |    \x  + y /     
 |                  
/                   
0                   
01y2+(x22x)(x2+y2)2dy\int\limits_{0}^{1} \frac{y^{2} + \left(x^{2} - 2 x\right)}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\, dy
Integral((x^2 - 2*x + y^2)/(x^2 + y^2)^2, (y, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      y2+(x22x)(x2+y2)2=2x(x2+y2)2+1x2+y2\frac{y^{2} + \left(x^{2} - 2 x\right)}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} = - \frac{2 x}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2} + y^{2}}

    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:

        (2x(x2+y2)2)dy=2x1(x2+y2)2dy\int \left(- \frac{2 x}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\right)\, dy = - 2 x \int \frac{1}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\, dy

        1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

          Pero la integral

          y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}

        Por lo tanto, el resultado es: 2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)- 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right)

      1. Integral 1y2+1\frac{1}{y^{2} + 1} es atan(yx2)x2\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}.

      El resultado es: 2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)+atan(yx2)x2- 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      y2+(x22x)(x2+y2)2=x22x+y2x4+2x2y2+y4\frac{y^{2} + \left(x^{2} - 2 x\right)}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} = \frac{x^{2} - 2 x + y^{2}}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}}

    2. Vuelva a escribir el integrando:

      x22x+y2x4+2x2y2+y4=2x(x2+y2)2+1x2+y2\frac{x^{2} - 2 x + y^{2}}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}} = - \frac{2 x}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2} + y^{2}}

    3. Integramos término a término:

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

        (2x(x2+y2)2)dy=2x1(x2+y2)2dy\int \left(- \frac{2 x}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\right)\, dy = - 2 x \int \frac{1}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\, dy

        1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

          Pero la integral

          y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}

        Por lo tanto, el resultado es: 2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)- 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right)

      1. Integral 1y2+1\frac{1}{y^{2} + 1} es atan(yx2)x2\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}.

      El resultado es: 2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)+atan(yx2)x2- 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      y2+(x22x)(x2+y2)2=x2x4+2x2y2+y42xx4+2x2y2+y4+y2x4+2x2y2+y4\frac{y^{2} + \left(x^{2} - 2 x\right)}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} = \frac{x^{2}}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}} - \frac{2 x}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}} + \frac{y^{2}}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}}

    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:

        x2x4+2x2y2+y4dy=x21x4+2x2y2+y4dy\int \frac{x^{2}}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}}\, dy = x^{2} \int \frac{1}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}}\, dy

        1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

          Pero la integral

          y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}

        Por lo tanto, el resultado es: x2(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)x^{2} \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right)

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

        (2xx4+2x2y2+y4)dy=2x1x4+2x2y2+y4dy\int \left(- \frac{2 x}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}}\right)\, dy = - 2 x \int \frac{1}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}}\, dy

        1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

          Pero la integral

          y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}

        Por lo tanto, el resultado es: 2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)- 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right)

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        y2x4+2x2y2+y4=x2(x2+y2)2+1x2+y2\frac{y^{2}}{x^{4} + 2 x^{2} y^{2} + y^{4}} = - \frac{x^{2}}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2} + y^{2}}

      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:

          (x2(x2+y2)2)dy=x21(x2+y2)2dy\int \left(- \frac{x^{2}}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\right)\, dy = - x^{2} \int \frac{1}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\, dy

          1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

            Pero la integral

            y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}

          Por lo tanto, el resultado es: x2(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)- x^{2} \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right)

        1. Integral 1y2+1\frac{1}{y^{2} + 1} es atan(yx2)x2\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}.

        El resultado es: x2(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)+atan(yx2)x2- x^{2} \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}

      El resultado es: 2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)+atan(yx2)x2- 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}

  2. Ahora simplificar:

    x2(x2+y2)atan(yx2)(2xy+i(x2+y2)(log(ix+y)+log(ix+y)))x22x2(x2+y2)x2\frac{x^{2} \left(x^{2} + y^{2}\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)} - \frac{\left(2 x y + i \left(x^{2} + y^{2}\right) \left(- \log{\left(- i x + y \right)} + \log{\left(i x + y \right)}\right)\right) \sqrt{x^{2}}}{2}}{x^{2} \left(x^{2} + y^{2}\right) \sqrt{x^{2}}}

  3. Añadimos la constante de integración:

    x2(x2+y2)atan(yx2)(2xy+i(x2+y2)(log(ix+y)+log(ix+y)))x22x2(x2+y2)x2+constant\frac{x^{2} \left(x^{2} + y^{2}\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)} - \frac{\left(2 x y + i \left(x^{2} + y^{2}\right) \left(- \log{\left(- i x + y \right)} + \log{\left(i x + y \right)}\right)\right) \sqrt{x^{2}}}{2}}{x^{2} \left(x^{2} + y^{2}\right) \sqrt{x^{2}}}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

x2(x2+y2)atan(yx2)(2xy+i(x2+y2)(log(ix+y)+log(ix+y)))x22x2(x2+y2)x2+constant\frac{x^{2} \left(x^{2} + y^{2}\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)} - \frac{\left(2 x y + i \left(x^{2} + y^{2}\right) \left(- \log{\left(- i x + y \right)} + \log{\left(i x + y \right)}\right)\right) \sqrt{x^{2}}}{2}}{x^{2} \left(x^{2} + y^{2}\right) \sqrt{x^{2}}}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
                              /   y   \                                                           
  /                       atan|-------|                                                           
 |                            |   ____|       /                   I*log(y - I*x)   I*log(y + I*x)\
 |  2          2              |  /  2 |       |                 - -------------- + --------------|
 | x  - 2*x + y               \\/  x  /       |      y                  4                4       |
 | ------------- dy = C + ------------- - 2*x*|-------------- + ---------------------------------|
 |            2                 ____          |   4      2  2                    3               |
 |   / 2    2\                 /  2           \2*x  + 2*x *y                    x                /
 |   \x  + y /               \/  x                                                                
 |                                                                                                
/                                                                                                 
y2+(x22x)(x2+y2)2dy=C2x(y2x4+2x2y2+ilog(ix+y)4+ilog(ix+y)4x3)+atan(yx2)x2\int \frac{y^{2} + \left(x^{2} - 2 x\right)}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\, dy = C - 2 x \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}}
Respuesta [src]
    1      I*(-1 + x)*log(-I*x)   I*(-1 + x)*log(1 + I*x)   I*(-1 + x)*log(I*x)   I*(-1 + x)*log(1 - I*x)
- ------ + -------------------- + ----------------------- - ------------------- - -----------------------
       3              2                        2                       2                       2         
  x + x            2*x                      2*x                     2*x                     2*x          
1x3+x+i(x1)log(ix)2x2i(x1)log(ix)2x2i(x1)log(ix+1)2x2+i(x1)log(ix+1)2x2- \frac{1}{x^{3} + x} + \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(- i x \right)}}{2 x^{2}} - \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(i x \right)}}{2 x^{2}} - \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(- i x + 1 \right)}}{2 x^{2}} + \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(i x + 1 \right)}}{2 x^{2}}
=
=
    1      I*(-1 + x)*log(-I*x)   I*(-1 + x)*log(1 + I*x)   I*(-1 + x)*log(I*x)   I*(-1 + x)*log(1 - I*x)
- ------ + -------------------- + ----------------------- - ------------------- - -----------------------
       3              2                        2                       2                       2         
  x + x            2*x                      2*x                     2*x                     2*x          
1x3+x+i(x1)log(ix)2x2i(x1)log(ix)2x2i(x1)log(ix+1)2x2+i(x1)log(ix+1)2x2- \frac{1}{x^{3} + x} + \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(- i x \right)}}{2 x^{2}} - \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(i x \right)}}{2 x^{2}} - \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(- i x + 1 \right)}}{2 x^{2}} + \frac{i \left(x - 1\right) \log{\left(i x + 1 \right)}}{2 x^{2}}
-1/(x + x^3) + i*(-1 + x)*log(-i*x)/(2*x^2) + i*(-1 + x)*log(1 + i*x)/(2*x^2) - i*(-1 + x)*log(i*x)/(2*x^2) - i*(-1 + x)*log(1 - i*x)/(2*x^2)

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