Integral de 2-sqrt(4-(x-5)^2) dx
Solución
Solución detallada
Integramos término a término:
La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:
∫ 2 d x = 2 x \int 2\, dx = 2 x ∫ 2 d x = 2 x
La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:
∫ ( − 4 − ( x − 5 ) 2 ) d x = − ∫ 4 − ( x − 5 ) 2 d x \int \left(- \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}\right)\, dx = - \int \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}\, dx ∫ ( − 4 − ( x − 5 ) 2 ) d x = − ∫ 4 − ( x − 5 ) 2 d x
No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.
Pero la integral
{ i ( x − 5 ) 3 2 ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i ( x − 5 ) ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i acosh ( x 2 − 5 2 ) for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 asin ( x 2 − 5 2 ) − ( x − 5 ) 3 2 4 − ( x − 5 ) 2 + 2 ( x − 5 ) 4 − ( x − 5 ) 2 otherwese \begin{cases} \frac{i \left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - \frac{2 i \left(x - 5\right)}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - 2 i \operatorname{acosh}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\2 \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} - \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} + \frac{2 \left(x - 5\right)}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwese} \end{cases} ⎩ ⎨ ⎧ 2 ( x − 5 ) 2 − 4 i ( x − 5 ) 3 − ( x − 5 ) 2 − 4 2 i ( x − 5 ) − 2 i acosh ( 2 x − 2 5 ) 2 asin ( 2 x − 2 5 ) − 2 4 − ( x − 5 ) 2 ( x − 5 ) 3 + 4 − ( x − 5 ) 2 2 ( x − 5 ) for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwese
Por lo tanto, el resultado es: − { i ( x − 5 ) 3 2 ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i ( x − 5 ) ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i acosh ( x 2 − 5 2 ) for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 asin ( x 2 − 5 2 ) − ( x − 5 ) 3 2 4 − ( x − 5 ) 2 + 2 ( x − 5 ) 4 − ( x − 5 ) 2 otherwese - \begin{cases} \frac{i \left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - \frac{2 i \left(x - 5\right)}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - 2 i \operatorname{acosh}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\2 \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} - \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} + \frac{2 \left(x - 5\right)}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwese} \end{cases} − ⎩ ⎨ ⎧ 2 ( x − 5 ) 2 − 4 i ( x − 5 ) 3 − ( x − 5 ) 2 − 4 2 i ( x − 5 ) − 2 i acosh ( 2 x − 2 5 ) 2 asin ( 2 x − 2 5 ) − 2 4 − ( x − 5 ) 2 ( x − 5 ) 3 + 4 − ( x − 5 ) 2 2 ( x − 5 ) for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwese
El resultado es: 2 x − { i ( x − 5 ) 3 2 ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i ( x − 5 ) ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i acosh ( x 2 − 5 2 ) for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 asin ( x 2 − 5 2 ) − ( x − 5 ) 3 2 4 − ( x − 5 ) 2 + 2 ( x − 5 ) 4 − ( x − 5 ) 2 otherwese 2 x - \begin{cases} \frac{i \left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - \frac{2 i \left(x - 5\right)}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - 2 i \operatorname{acosh}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\2 \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} - \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} + \frac{2 \left(x - 5\right)}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwese} \end{cases} 2 x − ⎩ ⎨ ⎧ 2 ( x − 5 ) 2 − 4 i ( x − 5 ) 3 − ( x − 5 ) 2 − 4 2 i ( x − 5 ) − 2 i acosh ( 2 x − 2 5 ) 2 asin ( 2 x − 2 5 ) − 2 4 − ( x − 5 ) 2 ( x − 5 ) 3 + 4 − ( x − 5 ) 2 2 ( x − 5 ) for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwese
Ahora simplificar:
{ 2 x ( x − 5 ) 2 − 4 + i ( 4 x − ( x − 5 ) 3 + 4 ( x − 5 ) 2 − 4 acosh ( x − 5 2 ) − 20 ) 2 ( x − 5 ) 2 − 4 for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 x 4 − ( x − 5 ) 2 − 2 x − 2 4 − ( x − 5 ) 2 asin ( x − 5 2 ) + ( x − 5 ) 3 2 + 10 4 − ( x − 5 ) 2 otherwese \begin{cases} \frac{2 x \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4} + \frac{i \left(4 x - \left(x - 5\right)^{3} + 4 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4} \operatorname{acosh}{\left(\frac{x - 5}{2} \right)} - 20\right)}{2}}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\\frac{2 x \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}} - 2 x - 2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}} \operatorname{asin}{\left(\frac{x - 5}{2} \right)} + \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2} + 10}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwese} \end{cases} ⎩ ⎨ ⎧ ( x − 5 ) 2 − 4 2 x ( x − 5 ) 2 − 4 + 2 i ( 4 x − ( x − 5 ) 3 + 4 ( x − 5 ) 2 − 4 acosh ( 2 x − 5 ) − 20 ) 4 − ( x − 5 ) 2 2 x 4 − ( x − 5 ) 2 − 2 x − 2 4 − ( x − 5 ) 2 asin ( 2 x − 5 ) + 2 ( x − 5 ) 3 + 10 for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwese
Añadimos la constante de integración:
{ 2 x ( x − 5 ) 2 − 4 + i ( 4 x − ( x − 5 ) 3 + 4 ( x − 5 ) 2 − 4 acosh ( x − 5 2 ) − 20 ) 2 ( x − 5 ) 2 − 4 for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 x 4 − ( x − 5 ) 2 − 2 x − 2 4 − ( x − 5 ) 2 asin ( x − 5 2 ) + ( x − 5 ) 3 2 + 10 4 − ( x − 5 ) 2 otherwese + c o n s t a n t \begin{cases} \frac{2 x \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4} + \frac{i \left(4 x - \left(x - 5\right)^{3} + 4 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4} \operatorname{acosh}{\left(\frac{x - 5}{2} \right)} - 20\right)}{2}}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\\frac{2 x \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}} - 2 x - 2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}} \operatorname{asin}{\left(\frac{x - 5}{2} \right)} + \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2} + 10}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwese} \end{cases}+ \mathrm{constant} ⎩ ⎨ ⎧ ( x − 5 ) 2 − 4 2 x ( x − 5 ) 2 − 4 + 2 i ( 4 x − ( x − 5 ) 3 + 4 ( x − 5 ) 2 − 4 acosh ( 2 x − 5 ) − 20 ) 4 − ( x − 5 ) 2 2 x 4 − ( x − 5 ) 2 − 2 x − 2 4 − ( x − 5 ) 2 asin ( 2 x − 5 ) + 2 ( x − 5 ) 3 + 10 for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwese + constant
Respuesta:
{ 2 x ( x − 5 ) 2 − 4 + i ( 4 x − ( x − 5 ) 3 + 4 ( x − 5 ) 2 − 4 acosh ( x − 5 2 ) − 20 ) 2 ( x − 5 ) 2 − 4 for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 x 4 − ( x − 5 ) 2 − 2 x − 2 4 − ( x − 5 ) 2 asin ( x − 5 2 ) + ( x − 5 ) 3 2 + 10 4 − ( x − 5 ) 2 otherwese + c o n s t a n t \begin{cases} \frac{2 x \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4} + \frac{i \left(4 x - \left(x - 5\right)^{3} + 4 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4} \operatorname{acosh}{\left(\frac{x - 5}{2} \right)} - 20\right)}{2}}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\\frac{2 x \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}} - 2 x - 2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}} \operatorname{asin}{\left(\frac{x - 5}{2} \right)} + \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2} + 10}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwese} \end{cases}+ \mathrm{constant} ⎩ ⎨ ⎧ ( x − 5 ) 2 − 4 2 x ( x − 5 ) 2 − 4 + 2 i ( 4 x − ( x − 5 ) 3 + 4 ( x − 5 ) 2 − 4 acosh ( 2 x − 5 ) − 20 ) 4 − ( x − 5 ) 2 2 x 4 − ( x − 5 ) 2 − 2 x − 2 4 − ( x − 5 ) 2 asin ( 2 x − 5 ) + 2 ( x − 5 ) 3 + 10 for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwese + constant
Respuesta (Indefinida)
[src]
// 3 | 2| \
|| / 5 x\ I*(-5 + x) 2*I*(-5 + x) |(-5 + x) | |
/ ||- 2*I*acosh|- - + -| + --------------------- - ------------------- for ----------- > 1|
| || \ 2 2/ ________________ ________________ 4 |
| / ______________\ || / 2 / 2 |
| | / 2 | || 2*\/ -4 + (-5 + x) \/ -4 + (-5 + x) |
| \2 - \/ 4 - (x - 5) / dx = C - |< | + 2*x
| || 3 |
/ || / 5 x\ 2*(-5 + x) (-5 + x) |
|| 2*asin|- - + -| + ------------------ - -------------------- otherwise |
|| \ 2 2/ _______________ _______________ |
|| / 2 / 2 |
\\ \/ 4 - (-5 + x) 2*\/ 4 - (-5 + x) /
∫ ( 2 − 4 − ( x − 5 ) 2 ) d x = C + 2 x − { i ( x − 5 ) 3 2 ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i ( x − 5 ) ( x − 5 ) 2 − 4 − 2 i acosh ( x 2 − 5 2 ) for ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ 4 > 1 2 asin ( x 2 − 5 2 ) − ( x − 5 ) 3 2 4 − ( x − 5 ) 2 + 2 ( x − 5 ) 4 − ( x − 5 ) 2 otherwise \int \left(2 - \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}\right)\, dx = C + 2 x - \begin{cases} \frac{i \left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - \frac{2 i \left(x - 5\right)}{\sqrt{\left(x - 5\right)^{2} - 4}} - 2 i \operatorname{acosh}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} & \text{for}\: \frac{\left|{\left(x - 5\right)^{2}}\right|}{4} > 1 \\2 \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} - \frac{5}{2} \right)} - \frac{\left(x - 5\right)^{3}}{2 \sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} + \frac{2 \left(x - 5\right)}{\sqrt{4 - \left(x - 5\right)^{2}}} & \text{otherwise} \end{cases} ∫ ( 2 − 4 − ( x − 5 ) 2 ) d x = C + 2 x − ⎩ ⎨ ⎧ 2 ( x − 5 ) 2 − 4 i ( x − 5 ) 3 − ( x − 5 ) 2 − 4 2 i ( x − 5 ) − 2 i acosh ( 2 x − 2 5 ) 2 asin ( 2 x − 2 5 ) − 2 4 − ( x − 5 ) 2 ( x − 5 ) 3 + 4 − ( x − 5 ) 2 2 ( x − 5 ) for 4 ∣ ( x − 5 ) 2 ∣ > 1 otherwise
Gráfica
3.0 7.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 0 20
Estos ejemplos se pueden aplicar para introducción de los límites de integración inferior y superior.