Sr Examen

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Integral de arcsin(x^2) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1            
  /            
 |             
 |      / 2\   
 |  asin\x / dx
 |             
/              
0              
01asin(x2)dx\int\limits_{0}^{1} \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)}\, dx
Integral(asin(x^2), (x, 0, 1))
Solución detallada
  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)=asin(x2)u{\left(x \right)} = \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)} y que dv(x)=1\operatorname{dv}{\left(x \right)} = 1.

    Entonces du(x)=2x1x4\operatorname{du}{\left(x \right)} = \frac{2 x}{\sqrt{1 - x^{4}}}.

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

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

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

    Ahora resolvemos podintegral.

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

    2x21x4dx=2x21x4dx\int \frac{2 x^{2}}{\sqrt{1 - x^{4}}}\, dx = 2 \int \frac{x^{2}}{\sqrt{1 - x^{4}}}\, dx

    1. No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.

      Pero la integral

      x3Γ(34)2F1(12,3474|x4e2iπ)4Γ(74)\frac{x^{3} \Gamma\left(\frac{3}{4}\right) {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {x^{4} e^{2 i \pi}} \right)}}{4 \Gamma\left(\frac{7}{4}\right)}

    Por lo tanto, el resultado es: x3Γ(34)2F1(12,3474|x4e2iπ)2Γ(74)\frac{x^{3} \Gamma\left(\frac{3}{4}\right) {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {x^{4} e^{2 i \pi}} \right)}}{2 \Gamma\left(\frac{7}{4}\right)}

  3. Ahora simplificar:

    2x32F1(12,3474|x4e2iπ)3+xasin(x2)- \frac{2 x^{3} {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {x^{4} e^{2 i \pi}} \right)}}{3} + x \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)}

  4. Añadimos la constante de integración:

    2x32F1(12,3474|x4e2iπ)3+xasin(x2)+constant- \frac{2 x^{3} {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {x^{4} e^{2 i \pi}} \right)}}{3} + x \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

2x32F1(12,3474|x4e2iπ)3+xasin(x2)+constant- \frac{2 x^{3} {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {x^{4} e^{2 i \pi}} \right)}}{3} + x \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
                                                  _                         
  /                                3             |_  /1/2, 3/4 |  4  2*pi*I\
 |                                x *Gamma(3/4)* |   |         | x *e      |
 |     / 2\                / 2\                 2  1 \  7/4    |           /
 | asin\x / dx = C + x*asin\x / - ------------------------------------------
 |                                               2*Gamma(7/4)               
/                                                                           
asin(x2)dx=Cx3Γ(34)2F1(12,3474|x4e2iπ)2Γ(74)+xasin(x2)\int \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)}\, dx = C - \frac{x^{3} \Gamma\left(\frac{3}{4}\right) {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {x^{4} e^{2 i \pi}} \right)}}{2 \Gamma\left(\frac{7}{4}\right)} + x \operatorname{asin}{\left(x^{2} \right)}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.9002
Respuesta [src]
                  _                
                 |_  /1/2, 3/4 |  \
     Gamma(3/4)* |   |         | 1|
pi              2  1 \  7/4    |  /
-- - ------------------------------
2             2*Gamma(7/4)         
Γ(34)2F1(12,3474|1)2Γ(74)+π2- \frac{\Gamma\left(\frac{3}{4}\right) {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {1} \right)}}{2 \Gamma\left(\frac{7}{4}\right)} + \frac{\pi}{2}
=
=
                  _                
                 |_  /1/2, 3/4 |  \
     Gamma(3/4)* |   |         | 1|
pi              2  1 \  7/4    |  /
-- - ------------------------------
2             2*Gamma(7/4)         
Γ(34)2F1(12,3474|1)2Γ(74)+π2- \frac{\Gamma\left(\frac{3}{4}\right) {{}_{2}F_{1}\left(\begin{matrix} \frac{1}{2}, \frac{3}{4} \\ \frac{7}{4} \end{matrix}\middle| {1} \right)}}{2 \Gamma\left(\frac{7}{4}\right)} + \frac{\pi}{2}
pi/2 - gamma(3/4)*hyper((1/2, 3/4), (7/4,), 1)/(2*gamma(7/4))
Respuesta numérica [src]
0.372656092059304
0.372656092059304

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