Sr Examen

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Integral de (4x-1)/(4x^2+4x+5) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1                  
  /                  
 |                   
 |     4*x - 1       
 |  -------------- dx
 |     2             
 |  4*x  + 4*x + 5   
 |                   
/                    
0                    
$$\int\limits_{0}^{1} \frac{4 x - 1}{\left(4 x^{2} + 4 x\right) + 5}\, dx$$
Integral((4*x - 1)/(4*x^2 + 4*x + 5), (x, 0, 1))
Solución detallada
Tenemos el integral:
  /                 
 |                  
 |    4*x - 1       
 | -------------- dx
 |    2             
 | 4*x  + 4*x + 5   
 |                  
/                   
Reescribimos la función subintegral
                 /  4*2*x + 4   \                  
                 |--------------|        /-3 \     
                 |   2          |        |---|     
   4*x - 1       \4*x  + 4*x + 5/        \ 4 /     
-------------- = ---------------- + ---------------
   2                    2                     2    
4*x  + 4*x + 5                      (-x - 1/2)  + 1
o
  /                   
 |                    
 |    4*x - 1         
 | -------------- dx  
 |    2              =
 | 4*x  + 4*x + 5     
 |                    
/                     
  
  /                        /                  
 |                        |                   
 |   4*2*x + 4            |        1          
 | -------------- dx   3* | --------------- dx
 |    2                   |           2       
 | 4*x  + 4*x + 5         | (-x - 1/2)  + 1   
 |                        |                   
/                        /                    
-------------------- - -----------------------
         2                        4           
En integral
  /                 
 |                  
 |   4*2*x + 4      
 | -------------- dx
 |    2             
 | 4*x  + 4*x + 5   
 |                  
/                   
--------------------
         2          
hacemos el cambio
             2
u = 4*x + 4*x 
entonces
integral =
  /                     
 |                      
 |   1                  
 | ----- du             
 | 5 + u                
 |                      
/             log(5 + u)
----------- = ----------
     2            2     
hacemos cambio inverso
  /                                       
 |                                        
 |   4*2*x + 4                            
 | -------------- dx                      
 |    2                                   
 | 4*x  + 4*x + 5                         
 |                        /             2\
/                      log\5 + 4*x + 4*x /
-------------------- = -------------------
         2                      2         
En integral
     /                  
    |                   
    |        1          
-3* | --------------- dx
    |           2       
    | (-x - 1/2)  + 1   
    |                   
   /                    
------------------------
           4            
hacemos el cambio
v = -1/2 - x
entonces
integral =
     /                      
    |                       
    |   1                   
-3* | ------ dv             
    |      2                
    | 1 + v                 
    |                       
   /              -3*atan(v)
--------------- = ----------
       4              4     
hacemos cambio inverso
     /                                     
    |                                      
    |        1                             
-3* | --------------- dx                   
    |           2                          
    | (-x - 1/2)  + 1                      
    |                                      
   /                       -3*atan(1/2 + x)
------------------------ = ----------------
           4                      4        
La solución:
       /5        2\                  
    log|- + x + x |                  
       \4         /   3*atan(1/2 + x)
C + --------------- - ---------------
           2                 4       
Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                             
 |                            /             2\                  
 |    4*x - 1              log\5 + 4*x + 4*x /   3*atan(1/2 + x)
 | -------------- dx = C + ------------------- - ---------------
 |    2                             2                   4       
 | 4*x  + 4*x + 5                                               
 |                                                              
/                                                               
$$\int \frac{4 x - 1}{\left(4 x^{2} + 4 x\right) + 5}\, dx = C + \frac{\log{\left(4 x^{2} + 4 x + 5 \right)}}{2} - \frac{3 \operatorname{atan}{\left(x + \frac{1}{2} \right)}}{4}$$
Gráfica
Respuesta [src]
log(13/4)   3*atan(3/2)   log(5/4)   3*atan(1/2)
--------- - ----------- - -------- + -----------
    2            4           2            4     
$$- \frac{3 \operatorname{atan}{\left(\frac{3}{2} \right)}}{4} - \frac{\log{\left(\frac{5}{4} \right)}}{2} + \frac{3 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}}{4} + \frac{\log{\left(\frac{13}{4} \right)}}{2}$$
=
=
log(13/4)   3*atan(3/2)   log(5/4)   3*atan(1/2)
--------- - ----------- - -------- + -----------
    2            4           2            4     
$$- \frac{3 \operatorname{atan}{\left(\frac{3}{2} \right)}}{4} - \frac{\log{\left(\frac{5}{4} \right)}}{2} + \frac{3 \operatorname{atan}{\left(\frac{1}{2} \right)}}{4} + \frac{\log{\left(\frac{13}{4} \right)}}{2}$$
log(13/4)/2 - 3*atan(3/2)/4 - log(5/4)/2 + 3*atan(1/2)/4
Respuesta numérica [src]
0.088396136828826
0.088396136828826

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