Sr Examen

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Integral de (3x+1)/(x^2+4) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1           
  /           
 |            
 |  3*x + 1   
 |  ------- dx
 |    2       
 |   x  + 4   
 |            
/             
0             
$$\int\limits_{0}^{1} \frac{3 x + 1}{x^{2} + 4}\, dx$$
Integral((3*x + 1)/(x^2 + 4), (x, 0, 1))
Solución detallada
Tenemos el integral:
  /          
 |           
 | 3*x + 1   
 | ------- dx
 |   2       
 |  x  + 4   
 |           
/            
Reescribimos la función subintegral
                2*x                      
          3*------------                 
             2                           
3*x + 1     x  + 0*x + 4         1       
------- = -------------- + --------------
  2             2            /     2    \
 x  + 4                      |/-x \     |
                           4*||---|  + 1|
                             \\ 2 /     /
o
  /            
 |             
 | 3*x + 1     
 | ------- dx  
 |   2        =
 |  x  + 4     
 |             
/              
  
  /                                    
 |                                     
 |     1               /               
 | ---------- dx      |                
 |      2             |     2*x        
 | /-x \           3* | ------------ dx
 | |---|  + 1         |  2             
 | \ 2 /              | x  + 0*x + 4   
 |                    |                
/                    /                 
---------------- + --------------------
       4                    2          
En integral
    /               
   |                
   |     2*x        
3* | ------------ dx
   |  2             
   | x  + 0*x + 4   
   |                
  /                 
--------------------
         2          
hacemos el cambio
     2
u = x 
entonces
integral =
    /                       
   |                        
   |   1                    
3* | ----- du               
   | 4 + u                  
   |                        
  /             3*log(4 + u)
------------- = ------------
      2              2      
hacemos cambio inverso
    /                               
   |                                
   |     2*x                        
3* | ------------ dx                
   |  2                             
   | x  + 0*x + 4                   
   |                        /     2\
  /                    3*log\4 + x /
-------------------- = -------------
         2                   2      
En integral
  /             
 |              
 |     1        
 | ---------- dx
 |      2       
 | /-x \        
 | |---|  + 1   
 | \ 2 /        
 |              
/               
----------------
       4        
hacemos el cambio
    -x 
v = ---
     2 
entonces
integral =
  /                   
 |                    
 |   1                
 | ------ dv          
 |      2             
 | 1 + v              
 |                    
/              atan(v)
------------ = -------
     4            4   
hacemos cambio inverso
  /                       
 |                        
 |     1                  
 | ---------- dx          
 |      2                 
 | /-x \                  
 | |---|  + 1             
 | \ 2 /               /x\
 |                 atan|-|
/                      \2/
---------------- = -------
       4              2   
La solución:
        /x\                
    atan|-|        /     2\
        \2/   3*log\4 + x /
C + ------- + -------------
       2            2      
Respuesta (Indefinida) [src]
  /                     /x\                
 |                  atan|-|        /     2\
 | 3*x + 1              \2/   3*log\4 + x /
 | ------- dx = C + ------- + -------------
 |   2                 2            2      
 |  x  + 4                                 
 |                                         
/                                          
$$\int \frac{3 x + 1}{x^{2} + 4}\, dx = C + \frac{3 \log{\left(x^{2} + 4 \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}$$
Gráfica
Respuesta [src]
atan(1/2)   3*log(4)   3*log(5)
--------- - -------- + --------
    2          2          2    
$$- \frac{3 \log{\left(4 \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}}{2} + \frac{3 \log{\left(5 \right)}}{2}$$
=
=
atan(1/2)   3*log(4)   3*log(5)
--------- - -------- + --------
    2          2          2    
$$- \frac{3 \log{\left(4 \right)}}{2} + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}}{2} + \frac{3 \log{\left(5 \right)}}{2}$$
atan(1/2)/2 - 3*log(4)/2 + 3*log(5)/2
Respuesta numérica [src]
0.566539131471718
0.566539131471718

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