Sr Examen

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Integral de (2*x-3*x^3)/sqrt(1-x^2) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1               
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 |                
 |            3   
 |   2*x - 3*x    
 |  ----------- dx
 |     ________   
 |    /      2    
 |  \/  1 - x     
 |                
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0                 
013x3+2x1x2dx\int\limits_{0}^{1} \frac{- 3 x^{3} + 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx
Integral((2*x - 3*x^3)/sqrt(1 - x^2), (x, 0, 1))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      3x3+2x1x2=3x32x1x2\frac{- 3 x^{3} + 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}} = - \frac{3 x^{3} - 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}

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

      (3x32x1x2)dx=3x32x1x2dx\int \left(- \frac{3 x^{3} - 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\right)\, dx = - \int \frac{3 x^{3} - 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        3x32x1x2=3x31x22x1x2\frac{3 x^{3} - 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}} = \frac{3 x^{3}}{\sqrt{1 - x^{2}}} - \frac{2 x}{\sqrt{1 - x^{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:

          3x31x2dx=3x31x2dx\int \frac{3 x^{3}}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx = 3 \int \frac{x^{3}}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx

            TrigSubstitutionRule(theta=_theta, func=sin(_theta), rewritten=sin(_theta)**3, substep=RewriteRule(rewritten=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), substep=AlternativeRule(alternatives=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=1, substep=AddRule(substeps=[PowerRule(base=_u, exp=2, context=_u**2, symbol=_u), ConstantRule(constant=-1, context=-1, symbol=_u)], context=_u**2 - 1, symbol=_u), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)*cos(_theta)**2, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**2, substep=PowerRule(base=_u, exp=2, context=_u**2, symbol=_u), context=_u**2, symbol=_u), context=sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), TrigRule(func='sin', arg=_theta, context=sin(_theta), symbol=_theta)], context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)*cos(_theta)**2, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**2, substep=PowerRule(base=_u, exp=2, context=_u**2, symbol=_u), context=_u**2, symbol=_u), context=sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), TrigRule(func='sin', arg=_theta, context=sin(_theta), symbol=_theta)], context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta)], context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta), context=sin(_theta)**3, symbol=_theta), restriction=(x > -1) & (x < 1), context=x**3/sqrt(1 - x**2), symbol=x)

          Por lo tanto, el resultado es: 3({(1x2)3231x2forx>1x<1)3 \left(\begin{cases} \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}{3} - \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)

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

          (2x1x2)dx=2x1x2dx\int \left(- \frac{2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\right)\, dx = - 2 \int \frac{x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx

          1. que u=1x2u = 1 - x^{2}.

            Luego que du=2xdxdu = - 2 x dx y ponemos du2- \frac{du}{2}:

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

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

              1udu=1udu2\int \frac{1}{\sqrt{u}}\, du = - \frac{\int \frac{1}{\sqrt{u}}\, du}{2}

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                1udu=2u\int \frac{1}{\sqrt{u}}\, du = 2 \sqrt{u}

              Por lo tanto, el resultado es: u- \sqrt{u}

            Si ahora sustituir uu más en:

            1x2- \sqrt{1 - x^{2}}

          Por lo tanto, el resultado es: 21x22 \sqrt{1 - x^{2}}

        El resultado es: 21x2+3({(1x2)3231x2forx>1x<1)2 \sqrt{1 - x^{2}} + 3 \left(\begin{cases} \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}{3} - \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)

      Por lo tanto, el resultado es: 21x23({(1x2)3231x2forx>1x<1)- 2 \sqrt{1 - x^{2}} - 3 \left(\begin{cases} \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}{3} - \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      3x3+2x1x2=3x31x2+2x1x2\frac{- 3 x^{3} + 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}} = - \frac{3 x^{3}}{\sqrt{1 - x^{2}}} + \frac{2 x}{\sqrt{1 - x^{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:

        (3x31x2)dx=3x31x2dx\int \left(- \frac{3 x^{3}}{\sqrt{1 - x^{2}}}\right)\, dx = - 3 \int \frac{x^{3}}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx

          TrigSubstitutionRule(theta=_theta, func=sin(_theta), rewritten=sin(_theta)**3, substep=RewriteRule(rewritten=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), substep=AlternativeRule(alternatives=[URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=1, substep=AddRule(substeps=[PowerRule(base=_u, exp=2, context=_u**2, symbol=_u), ConstantRule(constant=-1, context=-1, symbol=_u)], context=_u**2 - 1, symbol=_u), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)*cos(_theta)**2, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**2, substep=PowerRule(base=_u, exp=2, context=_u**2, symbol=_u), context=_u**2, symbol=_u), context=sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), TrigRule(func='sin', arg=_theta, context=sin(_theta), symbol=_theta)], context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta), RewriteRule(rewritten=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), substep=AddRule(substeps=[ConstantTimesRule(constant=-1, other=sin(_theta)*cos(_theta)**2, substep=URule(u_var=_u, u_func=cos(_theta), constant=-1, substep=ConstantTimesRule(constant=-1, other=_u**2, substep=PowerRule(base=_u, exp=2, context=_u**2, symbol=_u), context=_u**2, symbol=_u), context=sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2, symbol=_theta), TrigRule(func='sin', arg=_theta, context=sin(_theta), symbol=_theta)], context=-sin(_theta)*cos(_theta)**2 + sin(_theta), symbol=_theta), context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta)], context=(1 - cos(_theta)**2)*sin(_theta), symbol=_theta), context=sin(_theta)**3, symbol=_theta), restriction=(x > -1) & (x < 1), context=x**3/sqrt(1 - x**2), symbol=x)

        Por lo tanto, el resultado es: 3({(1x2)3231x2forx>1x<1)- 3 \left(\begin{cases} \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}{3} - \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)

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

        2x1x2dx=2x1x2dx\int \frac{2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx = 2 \int \frac{x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx

        1. que u=1x2u = 1 - x^{2}.

          Luego que du=2xdxdu = - 2 x dx y ponemos du2- \frac{du}{2}:

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

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

            1udu=1udu2\int \frac{1}{\sqrt{u}}\, du = - \frac{\int \frac{1}{\sqrt{u}}\, du}{2}

            1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

              1udu=2u\int \frac{1}{\sqrt{u}}\, du = 2 \sqrt{u}

            Por lo tanto, el resultado es: u- \sqrt{u}

          Si ahora sustituir uu más en:

          1x2- \sqrt{1 - x^{2}}

        Por lo tanto, el resultado es: 21x2- 2 \sqrt{1 - x^{2}}

      El resultado es: 21x23({(1x2)3231x2forx>1x<1)- 2 \sqrt{1 - x^{2}} - 3 \left(\begin{cases} \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}{3} - \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)

  2. Ahora simplificar:

    {x21x2forx>1x<1\begin{cases} x^{2} \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}

  3. Añadimos la constante de integración:

    {x21x2forx>1x<1+constant\begin{cases} x^{2} \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

{x21x2forx>1x<1+constant\begin{cases} x^{2} \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
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 |  2*x - 3*x             ||     ________   /     2\                           |       /      2 
 | ----------- dx = C - 3*|<    /      2    \1 - x /                           | - 2*\/  1 - x  
 |    ________            ||- \/  1 - x   + -----------  for And(x > -1, x < 1)|                
 |   /      2             \\                     3                             /                
 | \/  1 - x                                                                                    
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3x3+2x1x2dx=C21x23({(1x2)3231x2forx>1x<1)\int \frac{- 3 x^{3} + 2 x}{\sqrt{1 - x^{2}}}\, dx = C - 2 \sqrt{1 - x^{2}} - 3 \left(\begin{cases} \frac{\left(1 - x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}{3} - \sqrt{1 - x^{2}} & \text{for}\: x > -1 \wedge x < 1 \end{cases}\right)
Gráfica
0.001.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90-100100
Respuesta [src]
0
00
=
=
0
00
0
Respuesta numérica [src]
4.73618761682724e-10
4.73618761682724e-10

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