Sr Examen

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Integral de x^2/(x^4-1) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1          
  /          
 |           
 |     2     
 |    x      
 |  ------ dx
 |   4       
 |  x  - 1   
 |           
/            
0            
01x2x41dx\int\limits_{0}^{1} \frac{x^{2}}{x^{4} - 1}\, dx
Integral(x^2/(x^4 - 1), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    x2x41=12(x2+1)14(x+1)+14(x1)\frac{x^{2}}{x^{4} - 1} = \frac{1}{2 \left(x^{2} + 1\right)} - \frac{1}{4 \left(x + 1\right)} + \frac{1}{4 \left(x - 1\right)}

  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:

      12(x2+1)dx=1x2+1dx2\int \frac{1}{2 \left(x^{2} + 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x^{2} + 1}\, dx}{2}

        PieceweseRule(subfunctions=[(ArctanRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), True), (ArccothRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False), (ArctanhRule(a=1, b=1, c=1, context=1/(x**2 + 1), symbol=x), False)], context=1/(x**2 + 1), symbol=x)

      Por lo tanto, el resultado es: atan(x)2\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{2}

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

      (14(x+1))dx=1x+1dx4\int \left(- \frac{1}{4 \left(x + 1\right)}\right)\, dx = - \frac{\int \frac{1}{x + 1}\, dx}{4}

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

        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+1)\log{\left(x + 1 \right)}

      Por lo tanto, el resultado es: log(x+1)4- \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4}

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

      14(x1)dx=1x1dx4\int \frac{1}{4 \left(x - 1\right)}\, dx = \frac{\int \frac{1}{x - 1}\, dx}{4}

      1. que u=x1u = x - 1.

        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(x1)\log{\left(x - 1 \right)}

      Por lo tanto, el resultado es: log(x1)4\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{4}

    El resultado es: log(x1)4log(x+1)4+atan(x)2\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{4} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{2}

  3. Añadimos la constante de integración:

    log(x1)4log(x+1)4+atan(x)2+constant\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{4} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{2}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

log(x1)4log(x+1)4+atan(x)2+constant\frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{4} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{2}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                  
 |                                                   
 |    2                                              
 |   x             atan(x)   log(1 + x)   log(-1 + x)
 | ------ dx = C + ------- - ---------- + -----------
 |  4                 2          4             4     
 | x  - 1                                            
 |                                                   
/                                                    
x2x41dx=C+log(x1)4log(x+1)4+atan(x)2\int \frac{x^{2}}{x^{4} - 1}\, dx = C + \frac{\log{\left(x - 1 \right)}}{4} - \frac{\log{\left(x + 1 \right)}}{4} + \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{2}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90-50002500
Respuesta [src]
      pi*I
-oo - ----
       4  
iπ4-\infty - \frac{i \pi}{4}
=
=
      pi*I
-oo - ----
       4  
iπ4-\infty - \frac{i \pi}{4}
-oo - pi*i/4
Respuesta numérica [src]
-10.8033269099954
-10.8033269099954

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