Sr Examen

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Integral de arccos(3x)/(sqrt(1-9x^2)) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1                 
  /                 
 |                  
 |    acos(3*x)     
 |  ------------- dx
 |     __________   
 |    /        2    
 |  \/  1 - 9*x     
 |                  
/                   
0                   
01acos(3x)19x2dx\int\limits_{0}^{1} \frac{\operatorname{acos}{\left(3 x \right)}}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}\, dx
Integral(acos(3*x)/sqrt(1 - 9*x^2), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=acos(3x)u = \operatorname{acos}{\left(3 x \right)}.

      Luego que du=3dx19x2du = - \frac{3 dx}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}} y ponemos du3- \frac{du}{3}:

      (u3)du\int \left(- \frac{u}{3}\right)\, du

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

        udu=udu3\int u\, du = - \frac{\int u\, du}{3}

        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: u26- \frac{u^{2}}{6}

      Si ahora sustituir uu más en:

      acos2(3x)6- \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(3 x \right)}}{6}

    Método #2

    1. Usamos la integración por partes:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      que u(x)=acos(3x)u{\left(x \right)} = \operatorname{acos}{\left(3 x \right)} y que dv(x)=119x2\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \frac{1}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Entonces du(x)=319x2\operatorname{du}{\left(x \right)} = - \frac{3}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Para buscar v(x)v{\left(x \right)}:

      1. que u=3xu = 3 x.

        Luego que du=3dxdu = 3 dx y ponemos du3\frac{du}{3}:

        191u2du\int \frac{1}{9 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du

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

          131u2du=11u2du3\int \frac{1}{3 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du = \frac{\int \frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}}\, du}{3}

            ArcsinRule(context=1/sqrt(1 - _u**2), symbol=_u)

          Por lo tanto, el resultado es: asin(u)3\frac{\operatorname{asin}{\left(u \right)}}{3}

        Si ahora sustituir uu más en:

        asin(3x)3\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{3}

      Ahora resolvemos podintegral.

    2. Usamos la integración por partes:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      que u(x)=asin(3x)u{\left(x \right)} = - \operatorname{asin}{\left(3 x \right)} y que dv(x)=119x2\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \frac{1}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Entonces du(x)=319x2\operatorname{du}{\left(x \right)} = - \frac{3}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Para buscar v(x)v{\left(x \right)}:

      1. que u=3xu = 3 x.

        Luego que du=3dxdu = 3 dx y ponemos du3\frac{du}{3}:

        191u2du\int \frac{1}{9 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du

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

          131u2du=11u2du3\int \frac{1}{3 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du = \frac{\int \frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}}\, du}{3}

            ArcsinRule(context=1/sqrt(1 - _u**2), symbol=_u)

          Por lo tanto, el resultado es: asin(u)3\frac{\operatorname{asin}{\left(u \right)}}{3}

        Si ahora sustituir uu más en:

        asin(3x)3\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{3}

      Ahora resolvemos podintegral.

    3. Usamos la integración por partes:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      que u(x)=asin(3x)u{\left(x \right)} = - \operatorname{asin}{\left(3 x \right)} y que dv(x)=119x2\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \frac{1}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Entonces du(x)=319x2\operatorname{du}{\left(x \right)} = - \frac{3}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Para buscar v(x)v{\left(x \right)}:

      1. que u=3xu = 3 x.

        Luego que du=3dxdu = 3 dx y ponemos du3\frac{du}{3}:

        191u2du\int \frac{1}{9 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du

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

          131u2du=11u2du3\int \frac{1}{3 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du = \frac{\int \frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}}\, du}{3}

            ArcsinRule(context=1/sqrt(1 - _u**2), symbol=_u)

          Por lo tanto, el resultado es: asin(u)3\frac{\operatorname{asin}{\left(u \right)}}{3}

        Si ahora sustituir uu más en:

        asin(3x)3\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{3}

      Ahora resolvemos podintegral.

    4. Usamos la integración por partes:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      que u(x)=asin(3x)u{\left(x \right)} = - \operatorname{asin}{\left(3 x \right)} y que dv(x)=119x2\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \frac{1}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Entonces du(x)=319x2\operatorname{du}{\left(x \right)} = - \frac{3}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Para buscar v(x)v{\left(x \right)}:

      1. que u=3xu = 3 x.

        Luego que du=3dxdu = 3 dx y ponemos du3\frac{du}{3}:

        191u2du\int \frac{1}{9 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du

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

          131u2du=11u2du3\int \frac{1}{3 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du = \frac{\int \frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}}\, du}{3}

            ArcsinRule(context=1/sqrt(1 - _u**2), symbol=_u)

          Por lo tanto, el resultado es: asin(u)3\frac{\operatorname{asin}{\left(u \right)}}{3}

        Si ahora sustituir uu más en:

        asin(3x)3\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{3}

      Ahora resolvemos podintegral.

    5. Usamos la integración por partes:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      que u(x)=asin(3x)u{\left(x \right)} = - \operatorname{asin}{\left(3 x \right)} y que dv(x)=119x2\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \frac{1}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Entonces du(x)=319x2\operatorname{du}{\left(x \right)} = - \frac{3}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}.

      Para buscar v(x)v{\left(x \right)}:

      1. que u=3xu = 3 x.

        Luego que du=3dxdu = 3 dx y ponemos du3\frac{du}{3}:

        191u2du\int \frac{1}{9 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du

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

          131u2du=11u2du3\int \frac{1}{3 \sqrt{1 - u^{2}}}\, du = \frac{\int \frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}}\, du}{3}

            ArcsinRule(context=1/sqrt(1 - _u**2), symbol=_u)

          Por lo tanto, el resultado es: asin(u)3\frac{\operatorname{asin}{\left(u \right)}}{3}

        Si ahora sustituir uu más en:

        asin(3x)3\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{3}

      Ahora resolvemos podintegral.

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

      (asin(3x)19x2)dx=asin(3x)19x2dx\int \left(- \frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}\right)\, dx = - \int \frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}\, dx

      1. que u=asin(3x)u = \operatorname{asin}{\left(3 x \right)}.

        Luego que du=3dx19x2du = \frac{3 dx}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}} y ponemos du3\frac{du}{3}:

        u3du\int \frac{u}{3}\, du

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

          udu=udu3\int u\, du = \frac{\int u\, du}{3}

          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: u26\frac{u^{2}}{6}

        Si ahora sustituir uu más en:

        asin2(3x)6\frac{\operatorname{asin}^{2}{\left(3 x \right)}}{6}

      Por lo tanto, el resultado es: asin2(3x)6- \frac{\operatorname{asin}^{2}{\left(3 x \right)}}{6}

  2. Añadimos la constante de integración:

    acos2(3x)6+constant- \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(3 x \right)}}{6}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

acos2(3x)6+constant- \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(3 x \right)}}{6}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                 
 |                            2     
 |   acos(3*x)            acos (3*x)
 | ------------- dx = C - ----------
 |    __________              6     
 |   /        2                     
 | \/  1 - 9*x                      
 |                                  
/                                   
acos(3x)19x2dx=Cacos2(3x)6\int \frac{\operatorname{acos}{\left(3 x \right)}}{\sqrt{1 - 9 x^{2}}}\, dx = C - \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(3 x \right)}}{6}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.902.5-2.5
Respuesta [src]
      2        2
  acos (3)   pi 
- -------- + ---
     6        24
π224acos2(3)6\frac{\pi^{2}}{24} - \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(3 \right)}}{6}
=
=
      2        2
  acos (3)   pi 
- -------- + ---
     6        24
π224acos2(3)6\frac{\pi^{2}}{24} - \frac{\operatorname{acos}^{2}{\left(3 \right)}}{6}
-acos(3)^2/6 + pi^2/24
Respuesta numérica [src]
(0.929113116642521 + 0.0j)
(0.929113116642521 + 0.0j)

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