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Integral de cos(4*x)/sin(2*x) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1            
  /            
 |             
 |  cos(4*x)   
 |  -------- dx
 |  sin(2*x)   
 |             
/              
0              
01cos(4x)sin(2x)dx\int\limits_{0}^{1} \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{\sin{\left(2 x \right)}}\, dx
Integral(cos(4*x)/sin(2*x), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    cos(4x)sin(2x)=4cos3(x)sin(x)4cos(x)sin(x)+12sin(x)cos(x)\frac{\cos{\left(4 x \right)}}{\sin{\left(2 x \right)}} = \frac{4 \cos^{3}{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} - \frac{4 \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} + \frac{1}{2 \sin{\left(x \right)} \cos{\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:

      4cos3(x)sin(x)dx=4cos3(x)sin(x)dx\int \frac{4 \cos^{3}{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\, dx = 4 \int \frac{\cos^{3}{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\, dx

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        cos3(x)sin(x)=(1sin2(x))cos(x)sin(x)\frac{\cos^{3}{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} = \frac{\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}

      2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

        Método #1

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

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

          (u21u)du\int \left(- \frac{u^{2} - 1}{u}\right)\, du

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

            u21udu=u21udu\int \frac{u^{2} - 1}{u}\, du = - \int \frac{u^{2} - 1}{u}\, du

            1. que u=u2u = u^{2}.

              Luego que du=2ududu = 2 u du y ponemos du2\frac{du}{2}:

              u12udu\int \frac{u - 1}{2 u}\, du

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

                u1udu=u1udu2\int \frac{u - 1}{u}\, du = \frac{\int \frac{u - 1}{u}\, du}{2}

                1. Vuelva a escribir el integrando:

                  u1u=11u\frac{u - 1}{u} = 1 - \frac{1}{u}

                2. Integramos término a término:

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

                    1du=u\int 1\, du = u

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

                    (1u)du=1udu\int \left(- \frac{1}{u}\right)\, du = - \int \frac{1}{u}\, du

                    1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

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

                  El resultado es: ulog(u)u - \log{\left(u \right)}

                Por lo tanto, el resultado es: u2log(u)2\frac{u}{2} - \frac{\log{\left(u \right)}}{2}

              Si ahora sustituir uu más en:

              u22log(u2)2\frac{u^{2}}{2} - \frac{\log{\left(u^{2} \right)}}{2}

            Por lo tanto, el resultado es: u22+log(u2)2- \frac{u^{2}}{2} + \frac{\log{\left(u^{2} \right)}}{2}

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(sin2(x))2sin2(x)2\frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)}}{2} - \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{2}

        Método #2

        1. Vuelva a escribir el integrando:

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

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

          (sin2(x)cos(x)cos(x)sin(x))dx=sin2(x)cos(x)cos(x)sin(x)dx\int \left(- \frac{\sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\right)\, dx = - \int \frac{\sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\, dx

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

            Luego que du=cos(x)dxdu = \cos{\left(x \right)} dx y ponemos dudu:

            u21udu\int \frac{u^{2} - 1}{u}\, du

            1. que u=u2u = u^{2}.

              Luego que du=2ududu = 2 u du y ponemos du2\frac{du}{2}:

              u12udu\int \frac{u - 1}{2 u}\, du

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

                u1udu=u1udu2\int \frac{u - 1}{u}\, du = \frac{\int \frac{u - 1}{u}\, du}{2}

                1. Vuelva a escribir el integrando:

                  u1u=11u\frac{u - 1}{u} = 1 - \frac{1}{u}

                2. Integramos término a término:

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

                    1du=u\int 1\, du = u

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

                    (1u)du=1udu\int \left(- \frac{1}{u}\right)\, du = - \int \frac{1}{u}\, du

                    1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

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

                  El resultado es: ulog(u)u - \log{\left(u \right)}

                Por lo tanto, el resultado es: u2log(u)2\frac{u}{2} - \frac{\log{\left(u \right)}}{2}

              Si ahora sustituir uu más en:

              u22log(u2)2\frac{u^{2}}{2} - \frac{\log{\left(u^{2} \right)}}{2}

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(sin2(x))2+sin2(x)2- \frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)}}{2} + \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{2}

          Por lo tanto, el resultado es: log(sin2(x))2sin2(x)2\frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)}}{2} - \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{2}

        Método #3

        1. Vuelva a escribir el integrando:

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

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

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

              Luego que du=sin(x)dxdu = - \sin{\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:

              cos2(x)2- \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{2}

            Por lo tanto, el resultado es: cos2(x)2\frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{2}

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

            Luego que du=cos(x)dxdu = \cos{\left(x \right)} dx y ponemos dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

            1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(sin(x))\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}

          El resultado es: log(sin(x))+cos2(x)2\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} + \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{2}

      Por lo tanto, el resultado es: 2log(sin2(x))2sin2(x)2 \log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)} - 2 \sin^{2}{\left(x \right)}

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

      (4cos(x)sin(x))dx=4cos(x)sin(x)dx\int \left(- \frac{4 \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\right)\, dx = - 4 \int \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\, dx

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

        Luego que du=cos(x)dxdu = \cos{\left(x \right)} dx y ponemos dudu:

        1udu\int \frac{1}{u}\, du

        1. Integral 1u\frac{1}{u} es log(u)\log{\left(u \right)}.

        Si ahora sustituir uu más en:

        log(sin(x))\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}

      Por lo tanto, el resultado es: 4log(sin(x))- 4 \log{\left(\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:

      12sin(x)cos(x)dx=1sin(x)cos(x)dx2\int \frac{1}{2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}\, dx = \frac{\int \frac{1}{\sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}\, dx}{2}

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

        Pero la integral

        log(sin2(x)1)2+log(sin(x))- \frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} - 1 \right)}}{2} + \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}

      Por lo tanto, el resultado es: log(sin2(x)1)4+log(sin(x))2- \frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} - 1 \right)}}{4} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2}

    El resultado es: log(sin2(x)1)47log(sin(x))2+2log(sin2(x))2sin2(x)- \frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} - 1 \right)}}{4} - \frac{7 \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + 2 \log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)} - 2 \sin^{2}{\left(x \right)}

  3. Ahora simplificar:

    7log(sin(x))2+2log(sin2(x))log(cos2(x))42sin2(x)- \frac{7 \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + 2 \log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)} - \frac{\log{\left(- \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}}{4} - 2 \sin^{2}{\left(x \right)}

  4. Añadimos la constante de integración:

    7log(sin(x))2+2log(sin2(x))log(cos2(x))42sin2(x)+constant- \frac{7 \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + 2 \log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)} - \frac{\log{\left(- \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}}{4} - 2 \sin^{2}{\left(x \right)}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

7log(sin(x))2+2log(sin2(x))log(cos2(x))42sin2(x)+constant- \frac{7 \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + 2 \log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)} - \frac{\log{\left(- \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}}{4} - 2 \sin^{2}{\left(x \right)}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                                                
 |                                                                   /        2   \
 | cos(4*x)               2           /   2   \   7*log(sin(x))   log\-1 + sin (x)/
 | -------- dx = C - 2*sin (x) + 2*log\sin (x)/ - ------------- - -----------------
 | sin(2*x)                                             2                 4        
 |                                                                                 
/                                                                                  
cos(4x)sin(2x)dx=Clog(sin2(x)1)47log(sin(x))2+2log(sin2(x))2sin2(x)\int \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{\sin{\left(2 x \right)}}\, dx = C - \frac{\log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} - 1 \right)}}{4} - \frac{7 \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + 2 \log{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} \right)} - 2 \sin^{2}{\left(x \right)}
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90-50005000
Respuesta [src]
     pi*I
oo - ----
      4  
iπ4\infty - \frac{i \pi}{4}
=
=
     pi*I
oo - ----
      4  
iπ4\infty - \frac{i \pi}{4}
oo - pi*i/4
Respuesta numérica [src]
20.8505875925078
20.8505875925078

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