Sr Examen

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Integral de dx/(4-x^2)^3 dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  2             
  /             
 |              
 |      1       
 |  --------- dx
 |          3   
 |  /     2\    
 |  \4 - x /    
 |              
/               
0               
021(4x2)3dx\int\limits_{0}^{2} \frac{1}{\left(4 - x^{2}\right)^{3}}\, dx
Integral(1/((4 - x^2)^3), (x, 0, 2))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      1(4x2)3=3512(x+2)+3256(x+2)2+164(x+2)33512(x2)+3256(x2)2164(x2)3\frac{1}{\left(4 - x^{2}\right)^{3}} = \frac{3}{512 \left(x + 2\right)} + \frac{3}{256 \left(x + 2\right)^{2}} + \frac{1}{64 \left(x + 2\right)^{3}} - \frac{3}{512 \left(x - 2\right)} + \frac{3}{256 \left(x - 2\right)^{2}} - \frac{1}{64 \left(x - 2\right)^{3}}

    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:

        3512(x+2)dx=31x+2dx512\int \frac{3}{512 \left(x + 2\right)}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{x + 2}\, dx}{512}

        1. que u=x+2u = x + 2.

          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+2)\log{\left(x + 2 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x+2)512\frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512}

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

        3256(x+2)2dx=31(x+2)2dx256\int \frac{3}{256 \left(x + 2\right)^{2}}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{\left(x + 2\right)^{2}}\, dx}{256}

        1. que u=x+2u = x + 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u2du\int \frac{1}{u^{2}}\, du

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

            1u2du=1u\int \frac{1}{u^{2}}\, du = - \frac{1}{u}

          Si ahora sustituir uu más en:

          1x+2- \frac{1}{x + 2}

        Por lo tanto, el resultado es: 3256(x+2)- \frac{3}{256 \left(x + 2\right)}

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

        164(x+2)3dx=1(x+2)3dx64\int \frac{1}{64 \left(x + 2\right)^{3}}\, dx = \frac{\int \frac{1}{\left(x + 2\right)^{3}}\, dx}{64}

        1. que u=x+2u = x + 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u3du\int \frac{1}{u^{3}}\, du

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

            1u3du=12u2\int \frac{1}{u^{3}}\, du = - \frac{1}{2 u^{2}}

          Si ahora sustituir uu más en:

          12(x+2)2- \frac{1}{2 \left(x + 2\right)^{2}}

        Por lo tanto, el resultado es: 1128(x+2)2- \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}}

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

        (3512(x2))dx=31x2dx512\int \left(- \frac{3}{512 \left(x - 2\right)}\right)\, dx = - \frac{3 \int \frac{1}{x - 2}\, dx}{512}

        1. que u=x2u = x - 2.

          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(x2)\log{\left(x - 2 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x2)512- \frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512}

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

        3256(x2)2dx=31(x2)2dx256\int \frac{3}{256 \left(x - 2\right)^{2}}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{\left(x - 2\right)^{2}}\, dx}{256}

        1. que u=x2u = x - 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u2du\int \frac{1}{u^{2}}\, du

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

            1u2du=1u\int \frac{1}{u^{2}}\, du = - \frac{1}{u}

          Si ahora sustituir uu más en:

          1x2- \frac{1}{x - 2}

        Por lo tanto, el resultado es: 3256(x2)- \frac{3}{256 \left(x - 2\right)}

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

        (164(x2)3)dx=1(x2)3dx64\int \left(- \frac{1}{64 \left(x - 2\right)^{3}}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{\left(x - 2\right)^{3}}\, dx}{64}

        1. que u=x2u = x - 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u3du\int \frac{1}{u^{3}}\, du

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

            1u3du=12u2\int \frac{1}{u^{3}}\, du = - \frac{1}{2 u^{2}}

          Si ahora sustituir uu más en:

          12(x2)2- \frac{1}{2 \left(x - 2\right)^{2}}

        Por lo tanto, el resultado es: 1128(x2)2\frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

      El resultado es: 3log(x2)512+3log(x+2)5123256(x+2)1128(x+2)23256(x2)+1128(x2)2- \frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512} + \frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512} - \frac{3}{256 \left(x + 2\right)} - \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}} - \frac{3}{256 \left(x - 2\right)} + \frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      1(4x2)3=1x612x4+48x264\frac{1}{\left(4 - x^{2}\right)^{3}} = - \frac{1}{x^{6} - 12 x^{4} + 48 x^{2} - 64}

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

      (1x612x4+48x264)dx=1x612x4+48x264dx\int \left(- \frac{1}{x^{6} - 12 x^{4} + 48 x^{2} - 64}\right)\, dx = - \int \frac{1}{x^{6} - 12 x^{4} + 48 x^{2} - 64}\, dx

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        1x612x4+48x264=3512(x+2)3256(x+2)2164(x+2)3+3512(x2)3256(x2)2+164(x2)3\frac{1}{x^{6} - 12 x^{4} + 48 x^{2} - 64} = - \frac{3}{512 \left(x + 2\right)} - \frac{3}{256 \left(x + 2\right)^{2}} - \frac{1}{64 \left(x + 2\right)^{3}} + \frac{3}{512 \left(x - 2\right)} - \frac{3}{256 \left(x - 2\right)^{2}} + \frac{1}{64 \left(x - 2\right)^{3}}

      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:

          (3512(x+2))dx=31x+2dx512\int \left(- \frac{3}{512 \left(x + 2\right)}\right)\, dx = - \frac{3 \int \frac{1}{x + 2}\, dx}{512}

          1. que u=x+2u = x + 2.

            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+2)\log{\left(x + 2 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: 3log(x+2)512- \frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512}

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

          (3256(x+2)2)dx=31(x+2)2dx256\int \left(- \frac{3}{256 \left(x + 2\right)^{2}}\right)\, dx = - \frac{3 \int \frac{1}{\left(x + 2\right)^{2}}\, dx}{256}

          1. que u=x+2u = x + 2.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1u2du\int \frac{1}{u^{2}}\, du

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

              1u2du=1u\int \frac{1}{u^{2}}\, du = - \frac{1}{u}

            Si ahora sustituir uu más en:

            1x+2- \frac{1}{x + 2}

          Por lo tanto, el resultado es: 3256(x+2)\frac{3}{256 \left(x + 2\right)}

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

          (164(x+2)3)dx=1(x+2)3dx64\int \left(- \frac{1}{64 \left(x + 2\right)^{3}}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{\left(x + 2\right)^{3}}\, dx}{64}

          1. que u=x+2u = x + 2.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1u3du\int \frac{1}{u^{3}}\, du

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

              1u3du=12u2\int \frac{1}{u^{3}}\, du = - \frac{1}{2 u^{2}}

            Si ahora sustituir uu más en:

            12(x+2)2- \frac{1}{2 \left(x + 2\right)^{2}}

          Por lo tanto, el resultado es: 1128(x+2)2\frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}}

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

          3512(x2)dx=31x2dx512\int \frac{3}{512 \left(x - 2\right)}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{x - 2}\, dx}{512}

          1. que u=x2u = x - 2.

            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(x2)\log{\left(x - 2 \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: 3log(x2)512\frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512}

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

          (3256(x2)2)dx=31(x2)2dx256\int \left(- \frac{3}{256 \left(x - 2\right)^{2}}\right)\, dx = - \frac{3 \int \frac{1}{\left(x - 2\right)^{2}}\, dx}{256}

          1. que u=x2u = x - 2.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1u2du\int \frac{1}{u^{2}}\, du

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

              1u2du=1u\int \frac{1}{u^{2}}\, du = - \frac{1}{u}

            Si ahora sustituir uu más en:

            1x2- \frac{1}{x - 2}

          Por lo tanto, el resultado es: 3256(x2)\frac{3}{256 \left(x - 2\right)}

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

          164(x2)3dx=1(x2)3dx64\int \frac{1}{64 \left(x - 2\right)^{3}}\, dx = \frac{\int \frac{1}{\left(x - 2\right)^{3}}\, dx}{64}

          1. que u=x2u = x - 2.

            Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

            1u3du\int \frac{1}{u^{3}}\, du

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

              1u3du=12u2\int \frac{1}{u^{3}}\, du = - \frac{1}{2 u^{2}}

            Si ahora sustituir uu más en:

            12(x2)2- \frac{1}{2 \left(x - 2\right)^{2}}

          Por lo tanto, el resultado es: 1128(x2)2- \frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

        El resultado es: 3log(x2)5123log(x+2)512+3256(x+2)+1128(x+2)2+3256(x2)1128(x2)2\frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512} - \frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512} + \frac{3}{256 \left(x + 2\right)} + \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}} + \frac{3}{256 \left(x - 2\right)} - \frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

      Por lo tanto, el resultado es: 3log(x2)512+3log(x+2)5123256(x+2)1128(x+2)23256(x2)+1128(x2)2- \frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512} + \frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512} - \frac{3}{256 \left(x + 2\right)} - \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}} - \frac{3}{256 \left(x - 2\right)} + \frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      1(4x2)3=1x6+12x448x2+64\frac{1}{\left(4 - x^{2}\right)^{3}} = \frac{1}{- x^{6} + 12 x^{4} - 48 x^{2} + 64}

    2. Vuelva a escribir el integrando:

      1x6+12x448x2+64=3512(x+2)+3256(x+2)2+164(x+2)33512(x2)+3256(x2)2164(x2)3\frac{1}{- x^{6} + 12 x^{4} - 48 x^{2} + 64} = \frac{3}{512 \left(x + 2\right)} + \frac{3}{256 \left(x + 2\right)^{2}} + \frac{1}{64 \left(x + 2\right)^{3}} - \frac{3}{512 \left(x - 2\right)} + \frac{3}{256 \left(x - 2\right)^{2}} - \frac{1}{64 \left(x - 2\right)^{3}}

    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:

        3512(x+2)dx=31x+2dx512\int \frac{3}{512 \left(x + 2\right)}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{x + 2}\, dx}{512}

        1. que u=x+2u = x + 2.

          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+2)\log{\left(x + 2 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x+2)512\frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512}

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

        3256(x+2)2dx=31(x+2)2dx256\int \frac{3}{256 \left(x + 2\right)^{2}}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{\left(x + 2\right)^{2}}\, dx}{256}

        1. que u=x+2u = x + 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u2du\int \frac{1}{u^{2}}\, du

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

            1u2du=1u\int \frac{1}{u^{2}}\, du = - \frac{1}{u}

          Si ahora sustituir uu más en:

          1x+2- \frac{1}{x + 2}

        Por lo tanto, el resultado es: 3256(x+2)- \frac{3}{256 \left(x + 2\right)}

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

        164(x+2)3dx=1(x+2)3dx64\int \frac{1}{64 \left(x + 2\right)^{3}}\, dx = \frac{\int \frac{1}{\left(x + 2\right)^{3}}\, dx}{64}

        1. que u=x+2u = x + 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u3du\int \frac{1}{u^{3}}\, du

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

            1u3du=12u2\int \frac{1}{u^{3}}\, du = - \frac{1}{2 u^{2}}

          Si ahora sustituir uu más en:

          12(x+2)2- \frac{1}{2 \left(x + 2\right)^{2}}

        Por lo tanto, el resultado es: 1128(x+2)2- \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}}

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

        (3512(x2))dx=31x2dx512\int \left(- \frac{3}{512 \left(x - 2\right)}\right)\, dx = - \frac{3 \int \frac{1}{x - 2}\, dx}{512}

        1. que u=x2u = x - 2.

          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(x2)\log{\left(x - 2 \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x2)512- \frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512}

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

        3256(x2)2dx=31(x2)2dx256\int \frac{3}{256 \left(x - 2\right)^{2}}\, dx = \frac{3 \int \frac{1}{\left(x - 2\right)^{2}}\, dx}{256}

        1. que u=x2u = x - 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u2du\int \frac{1}{u^{2}}\, du

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

            1u2du=1u\int \frac{1}{u^{2}}\, du = - \frac{1}{u}

          Si ahora sustituir uu más en:

          1x2- \frac{1}{x - 2}

        Por lo tanto, el resultado es: 3256(x2)- \frac{3}{256 \left(x - 2\right)}

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

        (164(x2)3)dx=1(x2)3dx64\int \left(- \frac{1}{64 \left(x - 2\right)^{3}}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{\left(x - 2\right)^{3}}\, dx}{64}

        1. que u=x2u = x - 2.

          Luego que du=dxdu = dx y ponemos dudu:

          1u3du\int \frac{1}{u^{3}}\, du

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

            1u3du=12u2\int \frac{1}{u^{3}}\, du = - \frac{1}{2 u^{2}}

          Si ahora sustituir uu más en:

          12(x2)2- \frac{1}{2 \left(x - 2\right)^{2}}

        Por lo tanto, el resultado es: 1128(x2)2\frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

      El resultado es: 3log(x2)512+3log(x+2)5123256(x+2)1128(x+2)23256(x2)+1128(x2)2- \frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512} + \frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512} - \frac{3}{256 \left(x + 2\right)} - \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}} - \frac{3}{256 \left(x - 2\right)} + \frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}

  2. Ahora simplificar:

    6(2x)2(x+2)+3(x2)2(x+2)2(log(x2)+log(x+2))4(x2)26(x2)(x+2)2+4(x+2)2512(x2)2(x+2)2\frac{- 6 \left(2 - x\right)^{2} \left(x + 2\right) + 3 \left(x - 2\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(- \log{\left(x - 2 \right)} + \log{\left(x + 2 \right)}\right) - 4 \left(x - 2\right)^{2} - 6 \left(x - 2\right) \left(x + 2\right)^{2} + 4 \left(x + 2\right)^{2}}{512 \left(x - 2\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}}

  3. Añadimos la constante de integración:

    6(2x)2(x+2)+3(x2)2(x+2)2(log(x2)+log(x+2))4(x2)26(x2)(x+2)2+4(x+2)2512(x2)2(x+2)2+constant\frac{- 6 \left(2 - x\right)^{2} \left(x + 2\right) + 3 \left(x - 2\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(- \log{\left(x - 2 \right)} + \log{\left(x + 2 \right)}\right) - 4 \left(x - 2\right)^{2} - 6 \left(x - 2\right) \left(x + 2\right)^{2} + 4 \left(x + 2\right)^{2}}{512 \left(x - 2\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

6(2x)2(x+2)+3(x2)2(x+2)2(log(x2)+log(x+2))4(x2)26(x2)(x+2)2+4(x+2)2512(x2)2(x+2)2+constant\frac{- 6 \left(2 - x\right)^{2} \left(x + 2\right) + 3 \left(x - 2\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} \left(- \log{\left(x - 2 \right)} + \log{\left(x + 2 \right)}\right) - 4 \left(x - 2\right)^{2} - 6 \left(x - 2\right) \left(x + 2\right)^{2} + 4 \left(x + 2\right)^{2}}{512 \left(x - 2\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                                                           
 |                                                                                                            
 |     1                   3              3        3*log(-2 + x)        1               1         3*log(2 + x)
 | --------- dx = C - ------------ - ----------- - ------------- - ------------ + ------------- + ------------
 |         3          256*(-2 + x)   256*(2 + x)        512                   2               2       512     
 | /     2\                                                        128*(2 + x)    128*(-2 + x)                
 | \4 - x /                                                                                                   
 |                                                                                                            
/                                                                                                             
1(4x2)3dx=C3log(x2)512+3log(x+2)5123256(x+2)1128(x+2)23256(x2)+1128(x2)2\int \frac{1}{\left(4 - x^{2}\right)^{3}}\, dx = C - \frac{3 \log{\left(x - 2 \right)}}{512} + \frac{3 \log{\left(x + 2 \right)}}{512} - \frac{3}{256 \left(x + 2\right)} - \frac{1}{128 \left(x + 2\right)^{2}} - \frac{3}{256 \left(x - 2\right)} + \frac{1}{128 \left(x - 2\right)^{2}}
Gráfica
0.02.00.20.40.60.81.01.21.41.61.802000000000
Respuesta [src]
     3*pi*I
oo + ------
      512  
+3iπ512\infty + \frac{3 i \pi}{512}
=
=
     3*pi*I
oo + ------
      512  
+3iπ512\infty + \frac{3 i \pi}{512}
oo + 3*pi*i/512
Respuesta numérica [src]
3.58035308460892e+35
3.58035308460892e+35

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