Sr Examen

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Integral de ctg^5(5x) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1             
  /             
 |              
 |     5        
 |  cot (5*x) dx
 |              
/               
0               
01cot5(5x)dx\int\limits_{0}^{1} \cot^{5}{\left(5 x \right)}\, dx
Integral(cot(5*x)^5, (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    cot5(5x)=(csc2(5x)1)2cot(5x)\cot^{5}{\left(5 x \right)} = \left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(5 x \right)}

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=csc2(5x)u = \csc^{2}{\left(5 x \right)}.

      Luego que du=10cot(5x)csc2(5x)dxdu = - 10 \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)} dx y ponemos du10- \frac{du}{10}:

      (u22u+110u)du\int \left(- \frac{u^{2} - 2 u + 1}{10 u}\right)\, du

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

        u22u+1udu=u22u+1udu10\int \frac{u^{2} - 2 u + 1}{u}\, du = - \frac{\int \frac{u^{2} - 2 u + 1}{u}\, du}{10}

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          u22u+1u=u2+1u\frac{u^{2} - 2 u + 1}{u} = u - 2 + \frac{1}{u}

        2. Integramos término a término:

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

            udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

          1. La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:

            (2)du=2u\int \left(-2\right)\, du = - 2 u

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

          El resultado es: u222u+log(u)\frac{u^{2}}{2} - 2 u + \log{\left(u \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: u220+u5log(u)10- \frac{u^{2}}{20} + \frac{u}{5} - \frac{\log{\left(u \right)}}{10}

      Si ahora sustituir uu más en:

      log(csc2(5x))10csc4(5x)20+csc2(5x)5- \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} \right)}}{10} - \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20} + \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (csc2(5x)1)2cot(5x)=cot(5x)csc4(5x)2cot(5x)csc2(5x)+cot(5x)\left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(5 x \right)} = \cot{\left(5 x \right)} \csc^{4}{\left(5 x \right)} - 2 \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)} + \cot{\left(5 x \right)}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=csc(5x)u = \csc{\left(5 x \right)}.

        Luego que du=5cot(5x)csc(5x)dxdu = - 5 \cot{\left(5 x \right)} \csc{\left(5 x \right)} dx y ponemos du5- \frac{du}{5}:

        (u35)du\int \left(- \frac{u^{3}}{5}\right)\, du

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

          u3du=u3du5\int u^{3}\, du = - \frac{\int u^{3}\, du}{5}

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

            u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: u420- \frac{u^{4}}{20}

        Si ahora sustituir uu más en:

        csc4(5x)20- \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20}

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

        (2cot(5x)csc2(5x))dx=2cot(5x)csc2(5x)dx\int \left(- 2 \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)}\, dx

        1. que u=csc(5x)u = \csc{\left(5 x \right)}.

          Luego que du=5cot(5x)csc(5x)dxdu = - 5 \cot{\left(5 x \right)} \csc{\left(5 x \right)} dx y ponemos du5- \frac{du}{5}:

          (u5)du\int \left(- \frac{u}{5}\right)\, du

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

            udu=udu5\int u\, du = - \frac{\int u\, du}{5}

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

              udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

            Por lo tanto, el resultado es: u210- \frac{u^{2}}{10}

          Si ahora sustituir uu más en:

          csc2(5x)10- \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{10}

        Por lo tanto, el resultado es: csc2(5x)5\frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        cot(5x)=cos(5x)sin(5x)\cot{\left(5 x \right)} = \frac{\cos{\left(5 x \right)}}{\sin{\left(5 x \right)}}

      2. que u=sin(5x)u = \sin{\left(5 x \right)}.

        Luego que du=5cos(5x)dxdu = 5 \cos{\left(5 x \right)} dx y ponemos du5\frac{du}{5}:

        15udu\int \frac{1}{5 u}\, du

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

          1udu=1udu5\int \frac{1}{u}\, du = \frac{\int \frac{1}{u}\, du}{5}

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

          Por lo tanto, el resultado es: log(u)5\frac{\log{\left(u \right)}}{5}

        Si ahora sustituir uu más en:

        log(sin(5x))5\frac{\log{\left(\sin{\left(5 x \right)} \right)}}{5}

      El resultado es: log(sin(5x))5csc4(5x)20+csc2(5x)5\frac{\log{\left(\sin{\left(5 x \right)} \right)}}{5} - \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20} + \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (csc2(5x)1)2cot(5x)=cot(5x)csc4(5x)2cot(5x)csc2(5x)+cot(5x)\left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(5 x \right)} = \cot{\left(5 x \right)} \csc^{4}{\left(5 x \right)} - 2 \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)} + \cot{\left(5 x \right)}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=csc(5x)u = \csc{\left(5 x \right)}.

        Luego que du=5cot(5x)csc(5x)dxdu = - 5 \cot{\left(5 x \right)} \csc{\left(5 x \right)} dx y ponemos du5- \frac{du}{5}:

        (u35)du\int \left(- \frac{u^{3}}{5}\right)\, du

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

          u3du=u3du5\int u^{3}\, du = - \frac{\int u^{3}\, du}{5}

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

            u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: u420- \frac{u^{4}}{20}

        Si ahora sustituir uu más en:

        csc4(5x)20- \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20}

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

        (2cot(5x)csc2(5x))dx=2cot(5x)csc2(5x)dx\int \left(- 2 \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cot{\left(5 x \right)} \csc^{2}{\left(5 x \right)}\, dx

        1. que u=csc(5x)u = \csc{\left(5 x \right)}.

          Luego que du=5cot(5x)csc(5x)dxdu = - 5 \cot{\left(5 x \right)} \csc{\left(5 x \right)} dx y ponemos du5- \frac{du}{5}:

          (u5)du\int \left(- \frac{u}{5}\right)\, du

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

            udu=udu5\int u\, du = - \frac{\int u\, du}{5}

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

              udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

            Por lo tanto, el resultado es: u210- \frac{u^{2}}{10}

          Si ahora sustituir uu más en:

          csc2(5x)10- \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{10}

        Por lo tanto, el resultado es: csc2(5x)5\frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        cot(5x)=cos(5x)sin(5x)\cot{\left(5 x \right)} = \frac{\cos{\left(5 x \right)}}{\sin{\left(5 x \right)}}

      2. que u=sin(5x)u = \sin{\left(5 x \right)}.

        Luego que du=5cos(5x)dxdu = 5 \cos{\left(5 x \right)} dx y ponemos du5\frac{du}{5}:

        15udu\int \frac{1}{5 u}\, du

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

          1udu=1udu5\int \frac{1}{u}\, du = \frac{\int \frac{1}{u}\, du}{5}

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

          Por lo tanto, el resultado es: log(u)5\frac{\log{\left(u \right)}}{5}

        Si ahora sustituir uu más en:

        log(sin(5x))5\frac{\log{\left(\sin{\left(5 x \right)} \right)}}{5}

      El resultado es: log(sin(5x))5csc4(5x)20+csc2(5x)5\frac{\log{\left(\sin{\left(5 x \right)} \right)}}{5} - \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20} + \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}

  3. Añadimos la constante de integración:

    log(csc2(5x))10csc4(5x)20+csc2(5x)5+constant- \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} \right)}}{10} - \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20} + \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

log(csc2(5x))10csc4(5x)20+csc2(5x)5+constant- \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} \right)}}{10} - \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20} + \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                         
 |                       /   2     \      4           2     
 |    5               log\csc (5*x)/   csc (5*x)   csc (5*x)
 | cot (5*x) dx = C - -------------- - --------- + ---------
 |                          10             20          5    
/                                                           
cot5(5x)dx=Clog(csc2(5x))10csc4(5x)20+csc2(5x)5\int \cot^{5}{\left(5 x \right)}\, dx = C - \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(5 x \right)} \right)}}{10} - \frac{\csc^{4}{\left(5 x \right)}}{20} + \frac{\csc^{2}{\left(5 x \right)}}{5}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.905e30-3e30
Respuesta [src]
     pi*I
oo + ----
      5  
+iπ5\infty + \frac{i \pi}{5}
=
=
     pi*I
oo + ----
      5  
+iπ5\infty + \frac{i \pi}{5}
oo + pi*i/5
Respuesta numérica [src]
2.32559699730603e+72
2.32559699730603e+72

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