Sr Examen

Otras calculadoras

Integral de (2a-a(1-cos(x))*a*(1-cos(x))+a*(x-sin(x))*a*sin(x)) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
 2*pi*a                                                                  
    /                                                                    
   |                                                                     
   |   (2*a - a*(1 - cos(x))*a*(1 - cos(x)) + a*(x - sin(x))*a*sin(x)) dx
   |                                                                     
  /                                                                      
  0                                                                      
02πa(aa(xsin(x))sin(x)+(2aaa(1cos(x))(1cos(x))))dx\int\limits_{0}^{2 \pi a} \left(a a \left(x - \sin{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)} + \left(2 a - a a \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)\, dx
Integral(2*a - (a*(1 - cos(x)))*a*(1 - cos(x)) + ((a*(x - sin(x)))*a)*sin(x), (x, 0, 2*pi*a))
Solución detallada
  1. Integramos término a término:

    1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

      Método #1

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        aa(xsin(x))sin(x)=a2xsin(x)a2sin2(x)a a \left(x - \sin{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)} = a^{2} x \sin{\left(x \right)} - a^{2} \sin^{2}{\left(x \right)}

      2. Integramos término a término:

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

          a2xsin(x)dx=a2xsin(x)dx\int a^{2} x \sin{\left(x \right)}\, dx = a^{2} \int x \sin{\left(x \right)}\, dx

          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)=xu{\left(x \right)} = x y que dv(x)=sin(x)\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}.

            Entonces du(x)=1\operatorname{du}{\left(x \right)} = 1.

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

            1. La integral del seno es un coseno menos:

              sin(x)dx=cos(x)\int \sin{\left(x \right)}\, dx = - \cos{\left(x \right)}

            Ahora resolvemos podintegral.

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

            (cos(x))dx=cos(x)dx\int \left(- \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - \int \cos{\left(x \right)}\, dx

            1. La integral del coseno es seno:

              cos(x)dx=sin(x)\int \cos{\left(x \right)}\, dx = \sin{\left(x \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: sin(x)- \sin{\left(x \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: a2(xcos(x)+sin(x))a^{2} \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right)

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

          (a2sin2(x))dx=a2sin2(x)dx\int \left(- a^{2} \sin^{2}{\left(x \right)}\right)\, dx = - a^{2} \int \sin^{2}{\left(x \right)}\, dx

          1. Vuelva a escribir el integrando:

            sin2(x)=12cos(2x)2\sin^{2}{\left(x \right)} = \frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2}

          2. Integramos término a término:

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

              12dx=x2\int \frac{1}{2}\, dx = \frac{x}{2}

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

              (cos(2x)2)dx=cos(2x)dx2\int \left(- \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2}\right)\, dx = - \frac{\int \cos{\left(2 x \right)}\, dx}{2}

              1. que u=2xu = 2 x.

                Luego que du=2dxdu = 2 dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

                cos(u)2du\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{2}\, du

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

                  cos(u)du=cos(u)du2\int \cos{\left(u \right)}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{2}

                  1. La integral del coseno es seno:

                    cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}

                  Por lo tanto, el resultado es: sin(u)2\frac{\sin{\left(u \right)}}{2}

                Si ahora sustituir uu más en:

                sin(2x)2\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2}

              Por lo tanto, el resultado es: sin(2x)4- \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

            El resultado es: x2sin(2x)4\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: a2(x2sin(2x)4)- a^{2} \left(\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right)

        El resultado es: a2(x2sin(2x)4)+a2(xcos(x)+sin(x))- a^{2} \left(\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + a^{2} \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right)

      Método #2

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        aa(xsin(x))sin(x)=a2xsin(x)a2sin2(x)a a \left(x - \sin{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)} = a^{2} x \sin{\left(x \right)} - a^{2} \sin^{2}{\left(x \right)}

      2. Integramos término a término:

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

          a2xsin(x)dx=a2xsin(x)dx\int a^{2} x \sin{\left(x \right)}\, dx = a^{2} \int x \sin{\left(x \right)}\, dx

          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)=xu{\left(x \right)} = x y que dv(x)=sin(x)\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}.

            Entonces du(x)=1\operatorname{du}{\left(x \right)} = 1.

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

            1. La integral del seno es un coseno menos:

              sin(x)dx=cos(x)\int \sin{\left(x \right)}\, dx = - \cos{\left(x \right)}

            Ahora resolvemos podintegral.

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

            (cos(x))dx=cos(x)dx\int \left(- \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - \int \cos{\left(x \right)}\, dx

            1. La integral del coseno es seno:

              cos(x)dx=sin(x)\int \cos{\left(x \right)}\, dx = \sin{\left(x \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: sin(x)- \sin{\left(x \right)}

          Por lo tanto, el resultado es: a2(xcos(x)+sin(x))a^{2} \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right)

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

          (a2sin2(x))dx=a2sin2(x)dx\int \left(- a^{2} \sin^{2}{\left(x \right)}\right)\, dx = - a^{2} \int \sin^{2}{\left(x \right)}\, dx

          1. Vuelva a escribir el integrando:

            sin2(x)=12cos(2x)2\sin^{2}{\left(x \right)} = \frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2}

          2. Integramos término a término:

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

              12dx=x2\int \frac{1}{2}\, dx = \frac{x}{2}

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

              (cos(2x)2)dx=cos(2x)dx2\int \left(- \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2}\right)\, dx = - \frac{\int \cos{\left(2 x \right)}\, dx}{2}

              1. que u=2xu = 2 x.

                Luego que du=2dxdu = 2 dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

                cos(u)2du\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{2}\, du

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

                  cos(u)du=cos(u)du2\int \cos{\left(u \right)}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{2}

                  1. La integral del coseno es seno:

                    cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}

                  Por lo tanto, el resultado es: sin(u)2\frac{\sin{\left(u \right)}}{2}

                Si ahora sustituir uu más en:

                sin(2x)2\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2}

              Por lo tanto, el resultado es: sin(2x)4- \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

            El resultado es: x2sin(2x)4\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: a2(x2sin(2x)4)- a^{2} \left(\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right)

        El resultado es: a2(x2sin(2x)4)+a2(xcos(x)+sin(x))- a^{2} \left(\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + a^{2} \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right)

    1. Integramos término a término:

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

        2adx=2ax\int 2 a\, dx = 2 a x

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

        (aa(1cos(x))(1cos(x)))dx=aa(1cos(x))(1cos(x))dx\int \left(- a a \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)\right)\, dx = - \int a a \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)\, dx

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

          aa(1cos(x))(1cos(x))dx=a2(1cos(x))(1cos(x))dx\int a a \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = a^{2} \int \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)\, dx

          1. Vuelva a escribir el integrando:

            (1cos(x))(1cos(x))=cos2(x)2cos(x)+1\left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) = \cos^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} + 1

          2. Integramos término a término:

            1. Vuelva a escribir el integrando:

              cos2(x)=cos(2x)2+12\cos^{2}{\left(x \right)} = \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} + \frac{1}{2}

            2. Integramos término a término:

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

                cos(2x)2dx=cos(2x)dx2\int \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2}\, dx = \frac{\int \cos{\left(2 x \right)}\, dx}{2}

                1. que u=2xu = 2 x.

                  Luego que du=2dxdu = 2 dx y ponemos du2\frac{du}{2}:

                  cos(u)2du\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{2}\, du

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

                    cos(u)du=cos(u)du2\int \cos{\left(u \right)}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{2}

                    1. La integral del coseno es seno:

                      cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}

                    Por lo tanto, el resultado es: sin(u)2\frac{\sin{\left(u \right)}}{2}

                  Si ahora sustituir uu más en:

                  sin(2x)2\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2}

                Por lo tanto, el resultado es: sin(2x)4\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

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

                12dx=x2\int \frac{1}{2}\, dx = \frac{x}{2}

              El resultado es: x2+sin(2x)4\frac{x}{2} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

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

              (2cos(x))dx=2cos(x)dx\int \left(- 2 \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cos{\left(x \right)}\, dx

              1. La integral del coseno es seno:

                cos(x)dx=sin(x)\int \cos{\left(x \right)}\, dx = \sin{\left(x \right)}

              Por lo tanto, el resultado es: 2sin(x)- 2 \sin{\left(x \right)}

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

              1dx=x\int 1\, dx = x

            El resultado es: 3x22sin(x)+sin(2x)4\frac{3 x}{2} - 2 \sin{\left(x \right)} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: a2(3x22sin(x)+sin(2x)4)a^{2} \left(\frac{3 x}{2} - 2 \sin{\left(x \right)} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right)

        Por lo tanto, el resultado es: a2(3x22sin(x)+sin(2x)4)- a^{2} \left(\frac{3 x}{2} - 2 \sin{\left(x \right)} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right)

      El resultado es: a2(3x22sin(x)+sin(2x)4)+2ax- a^{2} \left(\frac{3 x}{2} - 2 \sin{\left(x \right)} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + 2 a x

    El resultado es: a2(x2sin(2x)4)+a2(xcos(x)+sin(x))a2(3x22sin(x)+sin(2x)4)+2ax- a^{2} \left(\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + a^{2} \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - a^{2} \left(\frac{3 x}{2} - 2 \sin{\left(x \right)} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + 2 a x

  2. Ahora simplificar:

    a(axcos(x)2ax+3asin(x)+2x)a \left(- a x \cos{\left(x \right)} - 2 a x + 3 a \sin{\left(x \right)} + 2 x\right)

  3. Añadimos la constante de integración:

    a(axcos(x)2ax+3asin(x)+2x)+constanta \left(- a x \cos{\left(x \right)} - 2 a x + 3 a \sin{\left(x \right)} + 2 x\right)+ \mathrm{constant}


Respuesta:

a(axcos(x)2ax+3asin(x)+2x)+constanta \left(- a x \cos{\left(x \right)} - 2 a x + 3 a \sin{\left(x \right)} + 2 x\right)+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                                                                                                              
 |                                                                           2                         2 /x   sin(2*x)\    2 /            sin(2*x)   3*x\        
 | (2*a - a*(1 - cos(x))*a*(1 - cos(x)) + a*(x - sin(x))*a*sin(x)) dx = C + a *(-x*cos(x) + sin(x)) - a *|- - --------| - a *|-2*sin(x) + -------- + ---| + 2*a*x
 |                                                                                                       \2      4    /      \               4        2 /        
/                                                                                                                                                                
(aa(xsin(x))sin(x)+(2aaa(1cos(x))(1cos(x))))dx=Ca2(x2sin(2x)4)+a2(xcos(x)+sin(x))a2(3x22sin(x)+sin(2x)4)+2ax\int \left(a a \left(x - \sin{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)} + \left(2 a - a a \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)\, dx = C - a^{2} \left(\frac{x}{2} - \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + a^{2} \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) - a^{2} \left(\frac{3 x}{2} - 2 \sin{\left(x \right)} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + 2 a x
Respuesta [src]
 2 /cos(2*pi*a)*sin(2*pi*a)           2                   2                                           \    2 /                 cos(2*pi*a)*sin(2*pi*a)                    2                   2        \         2
a *|----------------------- - pi*a*cos (2*pi*a) - pi*a*sin (2*pi*a) - 2*pi*a*cos(2*pi*a) + sin(2*pi*a)| - a *|-2*sin(2*pi*a) + ----------------------- + 2*pi*a + pi*a*cos (2*pi*a) + pi*a*sin (2*pi*a)| + 4*pi*a 
   \           2                                                                                      /      \                            2                                                            /          
a2(πasin2(2πa)πacos2(2πa)2πacos(2πa)+sin(2πa)cos(2πa)2+sin(2πa))a2(πasin2(2πa)+πacos2(2πa)+2πa+sin(2πa)cos(2πa)22sin(2πa))+4πa2a^{2} \left(- \pi a \sin^{2}{\left(2 \pi a \right)} - \pi a \cos^{2}{\left(2 \pi a \right)} - 2 \pi a \cos{\left(2 \pi a \right)} + \frac{\sin{\left(2 \pi a \right)} \cos{\left(2 \pi a \right)}}{2} + \sin{\left(2 \pi a \right)}\right) - a^{2} \left(\pi a \sin^{2}{\left(2 \pi a \right)} + \pi a \cos^{2}{\left(2 \pi a \right)} + 2 \pi a + \frac{\sin{\left(2 \pi a \right)} \cos{\left(2 \pi a \right)}}{2} - 2 \sin{\left(2 \pi a \right)}\right) + 4 \pi a^{2}
=
=
 2 /cos(2*pi*a)*sin(2*pi*a)           2                   2                                           \    2 /                 cos(2*pi*a)*sin(2*pi*a)                    2                   2        \         2
a *|----------------------- - pi*a*cos (2*pi*a) - pi*a*sin (2*pi*a) - 2*pi*a*cos(2*pi*a) + sin(2*pi*a)| - a *|-2*sin(2*pi*a) + ----------------------- + 2*pi*a + pi*a*cos (2*pi*a) + pi*a*sin (2*pi*a)| + 4*pi*a 
   \           2                                                                                      /      \                            2                                                            /          
a2(πasin2(2πa)πacos2(2πa)2πacos(2πa)+sin(2πa)cos(2πa)2+sin(2πa))a2(πasin2(2πa)+πacos2(2πa)+2πa+sin(2πa)cos(2πa)22sin(2πa))+4πa2a^{2} \left(- \pi a \sin^{2}{\left(2 \pi a \right)} - \pi a \cos^{2}{\left(2 \pi a \right)} - 2 \pi a \cos{\left(2 \pi a \right)} + \frac{\sin{\left(2 \pi a \right)} \cos{\left(2 \pi a \right)}}{2} + \sin{\left(2 \pi a \right)}\right) - a^{2} \left(\pi a \sin^{2}{\left(2 \pi a \right)} + \pi a \cos^{2}{\left(2 \pi a \right)} + 2 \pi a + \frac{\sin{\left(2 \pi a \right)} \cos{\left(2 \pi a \right)}}{2} - 2 \sin{\left(2 \pi a \right)}\right) + 4 \pi a^{2}
a^2*(cos(2*pi*a)*sin(2*pi*a)/2 - pi*a*cos(2*pi*a)^2 - pi*a*sin(2*pi*a)^2 - 2*pi*a*cos(2*pi*a) + sin(2*pi*a)) - a^2*(-2*sin(2*pi*a) + cos(2*pi*a)*sin(2*pi*a)/2 + 2*pi*a + pi*a*cos(2*pi*a)^2 + pi*a*sin(2*pi*a)^2) + 4*pi*a^2

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