Sr Examen

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Integral de ctg^3(x)/(sin^2(x)) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
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  /           
 |            
 |     3      
 |  cot (x)   
 |  ------- dx
 |     2      
 |  sin (x)   
 |            
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0             
00cot3(x)sin2(x)dx\int\limits_{0}^{0} \frac{\cot^{3}{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}\, dx
Integral(cot(x)^3/sin(x)^2, (x, 0, 0))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    cot3(x)csc2(x)=(csc2(x)1)cot(x)csc2(x)\cot^{3}{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)} = \left(\csc^{2}{\left(x \right)} - 1\right) \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)}

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

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

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

      (12u2)du\int \left(\frac{1}{2} - \frac{u}{2}\right)\, du

      1. Integramos término a término:

        1. La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:

          12du=u2\int \frac{1}{2}\, du = \frac{u}{2}

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

          (u2)du=udu2\int \left(- \frac{u}{2}\right)\, du = - \frac{\int u\, du}{2}

          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: u24- \frac{u^{2}}{4}

        El resultado es: u24+u2- \frac{u^{2}}{4} + \frac{u}{2}

      Si ahora sustituir uu más en:

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

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

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

    2. Integramos término a término:

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

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

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

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

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

          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: u44- \frac{u^{4}}{4}

        Si ahora sustituir uu más en:

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

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

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

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

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

          (u)du\int \left(- u\right)\, du

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

            udu=udu\int u\, du = - \int u\, du

            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: u22- \frac{u^{2}}{2}

          Si ahora sustituir uu más en:

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

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

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

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

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

    2. Integramos término a término:

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

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

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

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

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

          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: u44- \frac{u^{4}}{4}

        Si ahora sustituir uu más en:

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

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

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

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

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

          (u)du\int \left(- u\right)\, du

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

            udu=udu\int u\, du = - \int u\, du

            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: u22- \frac{u^{2}}{2}

          Si ahora sustituir uu más en:

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

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

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

  3. Ahora simplificar:

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

  4. Añadimos la constante de integración:

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


Respuesta:

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

Respuesta (Indefinida) [src]
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 |    3                2         4   
 | cot (x)          csc (x)   csc (x)
 | ------- dx = C + ------- - -------
 |    2                2         4   
 | sin (x)                           
 |                                   
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cot3(x)sin2(x)dx=Ccsc4(x)4+csc2(x)2\int \frac{\cot^{3}{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}\, dx = C - \frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{4} + \frac{\csc^{2}{\left(x \right)}}{2}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.900.02-0.02
Respuesta [src]
0
00
=
=
0
00
0
Respuesta numérica [src]
0.0
0.0

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