Sr Examen

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Integral de cot^5(4x) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
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 |  cot (4*x) dx
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0               
01cot5(4x)dx\int\limits_{0}^{1} \cot^{5}{\left(4 x \right)}\, dx
Integral(cot(4*x)^5, (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    cot5(4x)=(csc2(4x)1)2cot(4x)\cot^{5}{\left(4 x \right)} = \left(\csc^{2}{\left(4 x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(4 x \right)}

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=csc2(4x)u = \csc^{2}{\left(4 x \right)}.

      Luego que du=8cot(4x)csc2(4x)dxdu = - 8 \cot{\left(4 x \right)} \csc^{2}{\left(4 x \right)} dx y ponemos du8- \frac{du}{8}:

      (u22u+18u)du\int \left(- \frac{u^{2} - 2 u + 1}{8 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+1udu8\int \frac{u^{2} - 2 u + 1}{u}\, du = - \frac{\int \frac{u^{2} - 2 u + 1}{u}\, du}{8}

        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: u216+u4log(u)8- \frac{u^{2}}{16} + \frac{u}{4} - \frac{\log{\left(u \right)}}{8}

      Si ahora sustituir uu más en:

      log(csc2(4x))8csc4(4x)16+csc2(4x)4- \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(4 x \right)} \right)}}{8} - \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16} + \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

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

    2. Integramos término a término:

      1. que u=csc(4x)u = \csc{\left(4 x \right)}.

        Luego que du=4cot(4x)csc(4x)dxdu = - 4 \cot{\left(4 x \right)} \csc{\left(4 x \right)} dx y ponemos du4- \frac{du}{4}:

        (u34)du\int \left(- \frac{u^{3}}{4}\right)\, du

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

          u3du=u3du4\int u^{3}\, du = - \frac{\int u^{3}\, du}{4}

          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: u416- \frac{u^{4}}{16}

        Si ahora sustituir uu más en:

        csc4(4x)16- \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16}

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

        (2cot(4x)csc2(4x))dx=2cot(4x)csc2(4x)dx\int \left(- 2 \cot{\left(4 x \right)} \csc^{2}{\left(4 x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cot{\left(4 x \right)} \csc^{2}{\left(4 x \right)}\, dx

        1. que u=csc(4x)u = \csc{\left(4 x \right)}.

          Luego que du=4cot(4x)csc(4x)dxdu = - 4 \cot{\left(4 x \right)} \csc{\left(4 x \right)} dx y ponemos du4- \frac{du}{4}:

          (u4)du\int \left(- \frac{u}{4}\right)\, du

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

            udu=udu4\int u\, du = - \frac{\int u\, du}{4}

            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: u28- \frac{u^{2}}{8}

          Si ahora sustituir uu más en:

          csc2(4x)8- \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{8}

        Por lo tanto, el resultado es: csc2(4x)4\frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        cot(4x)=cos(4x)sin(4x)\cot{\left(4 x \right)} = \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{\sin{\left(4 x \right)}}

      2. que u=sin(4x)u = \sin{\left(4 x \right)}.

        Luego que du=4cos(4x)dxdu = 4 \cos{\left(4 x \right)} dx y ponemos du4\frac{du}{4}:

        14udu\int \frac{1}{4 u}\, du

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

          1udu=1udu4\int \frac{1}{u}\, du = \frac{\int \frac{1}{u}\, du}{4}

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

          Por lo tanto, el resultado es: log(u)4\frac{\log{\left(u \right)}}{4}

        Si ahora sustituir uu más en:

        log(sin(4x))4\frac{\log{\left(\sin{\left(4 x \right)} \right)}}{4}

      El resultado es: log(sin(4x))4csc4(4x)16+csc2(4x)4\frac{\log{\left(\sin{\left(4 x \right)} \right)}}{4} - \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16} + \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

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

    2. Integramos término a término:

      1. que u=csc(4x)u = \csc{\left(4 x \right)}.

        Luego que du=4cot(4x)csc(4x)dxdu = - 4 \cot{\left(4 x \right)} \csc{\left(4 x \right)} dx y ponemos du4- \frac{du}{4}:

        (u34)du\int \left(- \frac{u^{3}}{4}\right)\, du

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

          u3du=u3du4\int u^{3}\, du = - \frac{\int u^{3}\, du}{4}

          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: u416- \frac{u^{4}}{16}

        Si ahora sustituir uu más en:

        csc4(4x)16- \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16}

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

        (2cot(4x)csc2(4x))dx=2cot(4x)csc2(4x)dx\int \left(- 2 \cot{\left(4 x \right)} \csc^{2}{\left(4 x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cot{\left(4 x \right)} \csc^{2}{\left(4 x \right)}\, dx

        1. que u=csc(4x)u = \csc{\left(4 x \right)}.

          Luego que du=4cot(4x)csc(4x)dxdu = - 4 \cot{\left(4 x \right)} \csc{\left(4 x \right)} dx y ponemos du4- \frac{du}{4}:

          (u4)du\int \left(- \frac{u}{4}\right)\, du

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

            udu=udu4\int u\, du = - \frac{\int u\, du}{4}

            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: u28- \frac{u^{2}}{8}

          Si ahora sustituir uu más en:

          csc2(4x)8- \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{8}

        Por lo tanto, el resultado es: csc2(4x)4\frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        cot(4x)=cos(4x)sin(4x)\cot{\left(4 x \right)} = \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{\sin{\left(4 x \right)}}

      2. que u=sin(4x)u = \sin{\left(4 x \right)}.

        Luego que du=4cos(4x)dxdu = 4 \cos{\left(4 x \right)} dx y ponemos du4\frac{du}{4}:

        14udu\int \frac{1}{4 u}\, du

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

          1udu=1udu4\int \frac{1}{u}\, du = \frac{\int \frac{1}{u}\, du}{4}

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

          Por lo tanto, el resultado es: log(u)4\frac{\log{\left(u \right)}}{4}

        Si ahora sustituir uu más en:

        log(sin(4x))4\frac{\log{\left(\sin{\left(4 x \right)} \right)}}{4}

      El resultado es: log(sin(4x))4csc4(4x)16+csc2(4x)4\frac{\log{\left(\sin{\left(4 x \right)} \right)}}{4} - \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16} + \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}

  3. Añadimos la constante de integración:

    log(csc2(4x))8csc4(4x)16+csc2(4x)4+constant- \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(4 x \right)} \right)}}{8} - \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16} + \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

log(csc2(4x))8csc4(4x)16+csc2(4x)4+constant- \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(4 x \right)} \right)}}{8} - \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16} + \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                         
 |                       /   2     \      4           2     
 |    5               log\csc (4*x)/   csc (4*x)   csc (4*x)
 | cot (4*x) dx = C - -------------- - --------- + ---------
 |                          8              16          4    
/                                                           
cot5(4x)dx=Clog(csc2(4x))8csc4(4x)16+csc2(4x)4\int \cot^{5}{\left(4 x \right)}\, dx = C - \frac{\log{\left(\csc^{2}{\left(4 x \right)} \right)}}{8} - \frac{\csc^{4}{\left(4 x \right)}}{16} + \frac{\csc^{2}{\left(4 x \right)}}{4}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90-2e232e23
Respuesta [src]
nan
NaN\text{NaN}
=
=
nan
NaN\text{NaN}
nan
Respuesta numérica [src]
7.09715880525521e+72
7.09715880525521e+72

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