Sr Examen

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Integral de cos(t)^2*sin(t)^2 dt

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
 pi                   
 --                   
 2                    
  /                   
 |                    
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 |  cos (t)*sin (t) dt
 |                    
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0                     
0π2sin2(t)cos2(t)dt\int\limits_{0}^{\frac{\pi}{2}} \sin^{2}{\left(t \right)} \cos^{2}{\left(t \right)}\, dt
Integral(cos(t)^2*sin(t)^2, (t, 0, pi/2))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    sin2(t)cos2(t)=(12cos(2t)2)(cos(2t)2+12)\sin^{2}{\left(t \right)} \cos^{2}{\left(t \right)} = \left(\frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 t \right)}}{2}\right) \left(\frac{\cos{\left(2 t \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=2tu = 2 t.

      Luego que du=2dtdu = 2 dt y ponemos dudu:

      (18cos2(u)8)du\int \left(\frac{1}{8} - \frac{\cos^{2}{\left(u \right)}}{8}\right)\, du

      1. Integramos término a término:

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

          18du=u8\int \frac{1}{8}\, du = \frac{u}{8}

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

          (cos2(u)8)du=cos2(u)du8\int \left(- \frac{\cos^{2}{\left(u \right)}}{8}\right)\, du = - \frac{\int \cos^{2}{\left(u \right)}\, du}{8}

          1. Vuelva a escribir el integrando:

            cos2(u)=cos(2u)2+12\cos^{2}{\left(u \right)} = \frac{\cos{\left(2 u \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(2u)2du=cos(2u)du2\int \frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2}\, du = \frac{\int \cos{\left(2 u \right)}\, du}{2}

              1. que u=2uu = 2 u.

                Luego que du=2dudu = 2 du 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(2u)2\frac{\sin{\left(2 u \right)}}{2}

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

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

              12du=u2\int \frac{1}{2}\, du = \frac{u}{2}

            El resultado es: u2+sin(2u)4\frac{u}{2} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: u16sin(2u)32- \frac{u}{16} - \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{32}

        El resultado es: u16sin(2u)32\frac{u}{16} - \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{32}

      Si ahora sustituir uu más en:

      t8sin(4t)32\frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (12cos(2t)2)(cos(2t)2+12)=14cos2(2t)4\left(\frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 t \right)}}{2}\right) \left(\frac{\cos{\left(2 t \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right) = \frac{1}{4} - \frac{\cos^{2}{\left(2 t \right)}}{4}

    2. Integramos término a término:

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

        14dt=t4\int \frac{1}{4}\, dt = \frac{t}{4}

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

        (cos2(2t)4)dt=cos2(2t)dt4\int \left(- \frac{\cos^{2}{\left(2 t \right)}}{4}\right)\, dt = - \frac{\int \cos^{2}{\left(2 t \right)}\, dt}{4}

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          cos2(2t)=cos(4t)2+12\cos^{2}{\left(2 t \right)} = \frac{\cos{\left(4 t \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(4t)2dt=cos(4t)dt2\int \frac{\cos{\left(4 t \right)}}{2}\, dt = \frac{\int \cos{\left(4 t \right)}\, dt}{2}

            1. que u=4tu = 4 t.

              Luego que du=4dtdu = 4 dt y ponemos du4\frac{du}{4}:

              cos(u)4du\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{4}\, 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)du4\int \cos{\left(u \right)}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{4}

                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)4\frac{\sin{\left(u \right)}}{4}

              Si ahora sustituir uu más en:

              sin(4t)4\frac{\sin{\left(4 t \right)}}{4}

            Por lo tanto, el resultado es: sin(4t)8\frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}

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

            12dt=t2\int \frac{1}{2}\, dt = \frac{t}{2}

          El resultado es: t2+sin(4t)8\frac{t}{2} + \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}

        Por lo tanto, el resultado es: t8sin(4t)32- \frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}

      El resultado es: t8sin(4t)32\frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (12cos(2t)2)(cos(2t)2+12)=14cos2(2t)4\left(\frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 t \right)}}{2}\right) \left(\frac{\cos{\left(2 t \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right) = \frac{1}{4} - \frac{\cos^{2}{\left(2 t \right)}}{4}

    2. Integramos término a término:

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

        14dt=t4\int \frac{1}{4}\, dt = \frac{t}{4}

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

        (cos2(2t)4)dt=cos2(2t)dt4\int \left(- \frac{\cos^{2}{\left(2 t \right)}}{4}\right)\, dt = - \frac{\int \cos^{2}{\left(2 t \right)}\, dt}{4}

        1. Vuelva a escribir el integrando:

          cos2(2t)=cos(4t)2+12\cos^{2}{\left(2 t \right)} = \frac{\cos{\left(4 t \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(4t)2dt=cos(4t)dt2\int \frac{\cos{\left(4 t \right)}}{2}\, dt = \frac{\int \cos{\left(4 t \right)}\, dt}{2}

            1. que u=4tu = 4 t.

              Luego que du=4dtdu = 4 dt y ponemos du4\frac{du}{4}:

              cos(u)4du\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{4}\, 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)du4\int \cos{\left(u \right)}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{4}

                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)4\frac{\sin{\left(u \right)}}{4}

              Si ahora sustituir uu más en:

              sin(4t)4\frac{\sin{\left(4 t \right)}}{4}

            Por lo tanto, el resultado es: sin(4t)8\frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}

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

            12dt=t2\int \frac{1}{2}\, dt = \frac{t}{2}

          El resultado es: t2+sin(4t)8\frac{t}{2} + \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}

        Por lo tanto, el resultado es: t8sin(4t)32- \frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}

      El resultado es: t8sin(4t)32\frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}

  3. Añadimos la constante de integración:

    t8sin(4t)32+constant\frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

t8sin(4t)32+constant\frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                     
 |                                      
 |    2       2             sin(4*t)   t
 | cos (t)*sin (t) dt = C - -------- + -
 |                             32      8
/                                       
sin2(t)cos2(t)dt=C+t8sin(4t)32\int \sin^{2}{\left(t \right)} \cos^{2}{\left(t \right)}\, dt = C + \frac{t}{8} - \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{32}
Gráfica
0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.50.000.50
Respuesta [src]
pi
--
16
π16\frac{\pi}{16}
=
=
pi
--
16
π16\frac{\pi}{16}
pi/16
Respuesta numérica [src]
0.196349540849362
0.196349540849362

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