Sr Examen

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Integral de ctg^5(x)/sin^2(x) dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
 pi           
 --           
 3            
  /           
 |            
 |     5      
 |  cot (x)   
 |  ------- dx
 |     2      
 |  sin (x)   
 |            
/             
pi            
--            
4             
π4π3cot5(x)sin2(x)dx\int\limits_{\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{3}} \frac{\cot^{5}{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}\, dx
Integral(cot(x)^5/sin(x)^2, (x, pi/4, pi/3))
Solución detallada
  1. Vuelva a escribir el integrando:

    cot5(x)csc2(x)=(csc2(x)1)2cot(x)csc2(x)\cot^{5}{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)} = \left(\csc^{2}{\left(x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)}

  2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=csc2(x)1u = \csc^{2}{\left(x \right)} - 1.

      Luego que du=2cot(x)csc2(x)dxdu = - 2 \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)} dx y ponemos du2- \frac{du}{2}:

      (u22)du\int \left(- \frac{u^{2}}{2}\right)\, du

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

        u2du=u2du2\int u^{2}\, du = - \frac{\int u^{2}\, du}{2}

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

          u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

        Por lo tanto, el resultado es: u36- \frac{u^{3}}{6}

      Si ahora sustituir uu más en:

      (csc2(x)1)36- \frac{\left(\csc^{2}{\left(x \right)} - 1\right)^{3}}{6}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (csc2(x)1)2cot(x)csc2(x)=cot(x)csc6(x)2cot(x)csc4(x)+cot(x)csc2(x)\left(\csc^{2}{\left(x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)} = \cot{\left(x \right)} \csc^{6}{\left(x \right)} - 2 \cot{\left(x \right)} \csc^{4}{\left(x \right)} + \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)}

    2. Integramos término a término:

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

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

        (u5)du\int \left(- u^{5}\right)\, du

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

          u5du=u5du\int u^{5}\, du = - \int u^{5}\, du

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

            u5du=u66\int u^{5}\, du = \frac{u^{6}}{6}

          Por lo tanto, el resultado es: u66- \frac{u^{6}}{6}

        Si ahora sustituir uu más en:

        csc6(x)6- \frac{\csc^{6}{\left(x \right)}}{6}

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

        (2cot(x)csc4(x))dx=2cot(x)csc4(x)dx\int \left(- 2 \cot{\left(x \right)} \csc^{4}{\left(x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cot{\left(x \right)} \csc^{4}{\left(x \right)}\, dx

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

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

          (u3)du\int \left(- u^{3}\right)\, du

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

            u3du=u3du\int u^{3}\, du = - \int u^{3}\, du

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

              u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

            Por lo tanto, el resultado es: u44- \frac{u^{4}}{4}

          Si ahora sustituir uu más en:

          csc4(x)4- \frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{4}

        Por lo tanto, el resultado es: csc4(x)2\frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{2}

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

        Luego que du=cot(x)csc(x)dxdu = - \cot{\left(x \right)} \csc{\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:

        csc2(x)2- \frac{\csc^{2}{\left(x \right)}}{2}

      El resultado es: csc6(x)6+csc4(x)2csc2(x)2- \frac{\csc^{6}{\left(x \right)}}{6} + \frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{2} - \frac{\csc^{2}{\left(x \right)}}{2}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (csc2(x)1)2cot(x)csc2(x)=cot(x)csc6(x)2cot(x)csc4(x)+cot(x)csc2(x)\left(\csc^{2}{\left(x \right)} - 1\right)^{2} \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)} = \cot{\left(x \right)} \csc^{6}{\left(x \right)} - 2 \cot{\left(x \right)} \csc^{4}{\left(x \right)} + \cot{\left(x \right)} \csc^{2}{\left(x \right)}

    2. Integramos término a término:

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

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

        (u5)du\int \left(- u^{5}\right)\, du

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

          u5du=u5du\int u^{5}\, du = - \int u^{5}\, du

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

            u5du=u66\int u^{5}\, du = \frac{u^{6}}{6}

          Por lo tanto, el resultado es: u66- \frac{u^{6}}{6}

        Si ahora sustituir uu más en:

        csc6(x)6- \frac{\csc^{6}{\left(x \right)}}{6}

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

        (2cot(x)csc4(x))dx=2cot(x)csc4(x)dx\int \left(- 2 \cot{\left(x \right)} \csc^{4}{\left(x \right)}\right)\, dx = - 2 \int \cot{\left(x \right)} \csc^{4}{\left(x \right)}\, dx

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

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

          (u3)du\int \left(- u^{3}\right)\, du

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

            u3du=u3du\int u^{3}\, du = - \int u^{3}\, du

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

              u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

            Por lo tanto, el resultado es: u44- \frac{u^{4}}{4}

          Si ahora sustituir uu más en:

          csc4(x)4- \frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{4}

        Por lo tanto, el resultado es: csc4(x)2\frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{2}

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

        Luego que du=cot(x)csc(x)dxdu = - \cot{\left(x \right)} \csc{\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:

        csc2(x)2- \frac{\csc^{2}{\left(x \right)}}{2}

      El resultado es: csc6(x)6+csc4(x)2csc2(x)2- \frac{\csc^{6}{\left(x \right)}}{6} + \frac{\csc^{4}{\left(x \right)}}{2} - \frac{\csc^{2}{\left(x \right)}}{2}

  3. Ahora simplificar:

    16tan6(x)- \frac{1}{6 \tan^{6}{\left(x \right)}}

  4. Añadimos la constante de integración:

    16tan6(x)+constant- \frac{1}{6 \tan^{6}{\left(x \right)}}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

16tan6(x)+constant- \frac{1}{6 \tan^{6}{\left(x \right)}}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                
 |                                3
 |    5             /        2   \ 
 | cot (x)          \-1 + csc (x)/ 
 | ------- dx = C - ---------------
 |    2                    6       
 | sin (x)                         
 |                                 
/                                  
cot5(x)sin2(x)dx=C(csc2(x)1)36\int \frac{\cot^{5}{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}\, dx = C - \frac{\left(\csc^{2}{\left(x \right)} - 1\right)^{3}}{6}
Gráfica
0.8000.8250.8500.8750.9000.9250.9500.9751.0001.0252.5-2.5
Respuesta [src]
13
--
81
1381\frac{13}{81}
=
=
13
--
81
1381\frac{13}{81}
13/81
Respuesta numérica [src]
0.160493827160494
0.160493827160494

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