Sr Examen

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Integral de x/(x^2-4x+7) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1                
  /                
 |                 
 |       x         
 |  ------------ dx
 |   2             
 |  x  - 4*x + 7   
 |                 
/                  
0                  
$$\int\limits_{0}^{1} \frac{x}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 7}\, dx$$
Integral(x/(x^2 - 4*x + 7), (x, 0, 1))
Solución detallada
Tenemos el integral:
  /               
 |                
 |      x         
 | ------------ dx
 |  2             
 | x  - 4*x + 7   
 |                
/                 
Reescribimos la función subintegral
               /  2*x - 4   \                             
               |------------|              /2\            
               | 2          |              |-|            
     x         \x  - 4*x + 7/              \3/            
------------ = -------------- + --------------------------
 2                   2                               2    
x  - 4*x + 7                    /   ___          ___\     
                                |-\/ 3       2*\/ 3 |     
                                |-------*x + -------|  + 1
                                \   3           3   /     
o
  /                 
 |                  
 |      x           
 | ------------ dx  
 |  2              =
 | x  - 4*x + 7     
 |                  
/                   
  
                         /                             
                        |                              
                        |             1                
  /                  2* | -------------------------- dx
 |                      |                      2       
 |   2*x - 4            | /   ___          ___\        
 | ------------ dx      | |-\/ 3       2*\/ 3 |        
 |  2                   | |-------*x + -------|  + 1   
 | x  - 4*x + 7         | \   3           3   /        
 |                      |                              
/                      /                               
------------------ + ----------------------------------
        2                            3                 
En integral
  /               
 |                
 |   2*x - 4      
 | ------------ dx
 |  2             
 | x  - 4*x + 7   
 |                
/                 
------------------
        2         
hacemos el cambio
     2      
u = x  - 4*x
entonces
integral =
  /                     
 |                      
 |   1                  
 | ----- du             
 | 7 + u                
 |                      
/             log(7 + u)
----------- = ----------
     2            2     
hacemos cambio inverso
  /                                   
 |                                    
 |   2*x - 4                          
 | ------------ dx                    
 |  2                                 
 | x  - 4*x + 7                       
 |                      /     2      \
/                    log\7 + x  - 4*x/
------------------ = -----------------
        2                    2        
En integral
    /                             
   |                              
   |             1                
2* | -------------------------- dx
   |                      2       
   | /   ___          ___\        
   | |-\/ 3       2*\/ 3 |        
   | |-------*x + -------|  + 1   
   | \   3           3   /        
   |                              
  /                               
----------------------------------
                3                 
hacemos el cambio
        ___       ___
    2*\/ 3    x*\/ 3 
v = ------- - -------
       3         3   
entonces
integral =
    /                     
   |                      
   |   1                  
2* | ------ dv            
   |      2               
   | 1 + v                
   |                      
  /              2*atan(v)
-------------- = ---------
      3              3    
hacemos cambio inverso
    /                                                                 
   |                                                                  
   |             1                                                    
2* | -------------------------- dx                                    
   |                      2                                           
   | /   ___          ___\                                            
   | |-\/ 3       2*\/ 3 |                                            
   | |-------*x + -------|  + 1                  /      ___       ___\
   | \   3           3   /               ___     |  2*\/ 3    x*\/ 3 |
   |                                 2*\/ 3 *atan|- ------- + -------|
  /                                              \     3         3   /
---------------------------------- = ---------------------------------
                3                                    3                
La solución:
                                    /      ___       ___\
                            ___     |  2*\/ 3    x*\/ 3 |
       /     2      \   2*\/ 3 *atan|- ------- + -------|
    log\7 + x  - 4*x/               \     3         3   /
C + ----------------- + ---------------------------------
            2                           3                
Respuesta (Indefinida) [src]
                                                         /  ___         \
  /                                              ___     |\/ 3 *(-2 + x)|
 |                          /     2      \   2*\/ 3 *atan|--------------|
 |      x                log\7 + x  - 4*x/               \      3       /
 | ------------ dx = C + ----------------- + ----------------------------
 |  2                            2                        3              
 | x  - 4*x + 7                                                          
 |                                                                       
/                                                                        
$$\int \frac{x}{\left(x^{2} - 4 x\right) + 7}\, dx = C + \frac{\log{\left(x^{2} - 4 x + 7 \right)}}{2} + \frac{2 \sqrt{3} \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \left(x - 2\right)}{3} \right)}}{3}$$
Gráfica
Respuesta [src]
                                         /    ___\
                                 ___     |2*\/ 3 |
                       ___   2*\/ 3 *atan|-------|
log(4)   log(7)   pi*\/ 3                \   3   /
------ - ------ - -------- + ---------------------
  2        2         9                 3          
$$- \frac{\log{\left(7 \right)}}{2} - \frac{\sqrt{3} \pi}{9} + \frac{\log{\left(4 \right)}}{2} + \frac{2 \sqrt{3} \operatorname{atan}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}}{3}$$
=
=
                                         /    ___\
                                 ___     |2*\/ 3 |
                       ___   2*\/ 3 *atan|-------|
log(4)   log(7)   pi*\/ 3                \   3   /
------ - ------ - -------- + ---------------------
  2        2         9                 3          
$$- \frac{\log{\left(7 \right)}}{2} - \frac{\sqrt{3} \pi}{9} + \frac{\log{\left(4 \right)}}{2} + \frac{2 \sqrt{3} \operatorname{atan}{\left(\frac{2 \sqrt{3}}{3} \right)}}{3}$$
log(4)/2 - log(7)/2 - pi*sqrt(3)/9 + 2*sqrt(3)*atan(2*sqrt(3)/3)/3
Respuesta numérica [src]
0.105253757566516
0.105253757566516

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