Cálculo Ejemplos

Evalúe la integral 4 integral de 1/(1-x^2) con respecto a x
Paso 1
Escribe la fracción mediante la descomposición en fracciones simples.
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Paso 1.1
Descompone la fracción y multiplica por el denominador común.
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Paso 1.1.1
Factoriza la fracción.
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Paso 1.1.1.1
Reescribe como .
Paso 1.1.1.2
Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, , donde y .
Paso 1.1.2
Para cada factor del denominador, crea una nueva fracción con el factor como denominador y un valor desconocido como numerador. Dado que el factor en el denominador es lineal, coloca una sola variable en su lugar .
Paso 1.1.3
Para cada factor del denominador, crea una nueva fracción con el factor como denominador y un valor desconocido como numerador. Dado que el factor en el denominador es lineal, coloca una sola variable en su lugar .
Paso 1.1.4
Multiplica cada fracción en la ecuación por el denominador de la expresión original. En este caso, el denominador es .
Paso 1.1.5
Cancela el factor común de .
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Paso 1.1.5.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.5.2
Reescribe la expresión.
Paso 1.1.6
Cancela el factor común de .
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Paso 1.1.6.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.6.2
Reescribe la expresión.
Paso 1.1.7
Simplifica cada término.
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Paso 1.1.7.1
Cancela el factor común de .
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Paso 1.1.7.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.7.1.2
Divide por .
Paso 1.1.7.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.7.3
Multiplica por .
Paso 1.1.7.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 1.1.7.5
Cancela el factor común de .
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Paso 1.1.7.5.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.7.5.2
Divide por .
Paso 1.1.7.6
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.7.7
Multiplica por .
Paso 1.1.8
Simplifica la expresión.
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Paso 1.1.8.1
Mueve .
Paso 1.1.8.2
Reordena y .
Paso 1.1.8.3
Mueve .
Paso 1.1.8.4
Mueve .
Paso 1.2
Crea ecuaciones para las variables de fracción simple y úsalas para establecer un sistema de ecuaciones.
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Paso 1.2.1
Crea una ecuación para las variables de fracción simple al igualar los coeficientes de de cada lado de la ecuación. Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.
Paso 1.2.2
Crea una ecuación para las variables de fracción simple al igualar los coeficientes de los términos que no contienen . Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.
Paso 1.2.3
Establece el sistema de ecuaciones para obtener los coeficientes de las fracciones parciales.
Paso 1.3
Resuelve el sistema de ecuaciones.
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Paso 1.3.1
Resuelve en .
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Paso 1.3.1.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 1.3.1.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 1.3.2
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
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Paso 1.3.2.1
Reemplaza todos los casos de en por .
Paso 1.3.2.2
Simplifica el lado derecho.
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Paso 1.3.2.2.1
Simplifica .
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Paso 1.3.2.2.1.1
Simplifica cada término.
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Paso 1.3.2.2.1.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.3.2.2.1.1.2
Multiplica por .
Paso 1.3.2.2.1.1.3
Multiplica .
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Paso 1.3.2.2.1.1.3.1
Multiplica por .
Paso 1.3.2.2.1.1.3.2
Multiplica por .
Paso 1.3.2.2.1.2
Suma y .
Paso 1.3.3
Resuelve en .
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Paso 1.3.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 1.3.3.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 1.3.3.3
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 1.3.3.3.1
Divide cada término en por .
Paso 1.3.3.3.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 1.3.3.3.2.1
Cancela el factor común de .
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Paso 1.3.3.3.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.3.3.3.2.1.2
Divide por .
Paso 1.3.4
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
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Paso 1.3.4.1
Reemplaza todos los casos de en por .
Paso 1.3.4.2
Simplifica el lado derecho.
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Paso 1.3.4.2.1
Simplifica .
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Paso 1.3.4.2.1.1
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 1.3.4.2.1.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 1.3.4.2.1.3
Resta de .
Paso 1.3.5
Enumera todas las soluciones.
Paso 1.4
Reemplaza cada uno de los coeficientes de fracción simple en con los valores obtenidos para y .
Paso 1.5
Simplifica.
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Paso 1.5.1
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 1.5.2
Multiplica por .
Paso 1.5.3
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 1.5.4
Multiplica por .
Paso 2
Divide la única integral en varias integrales.
Paso 3
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 4
Sea . Entonces . Reescribe mediante y .
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Paso 4.1
Deja . Obtén .
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Paso 4.1.1
Diferencia .
Paso 4.1.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.5
Suma y .
Paso 4.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 5
La integral de con respecto a es .
Paso 6
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 7
Sea . Entonces , de modo que . Reescribe mediante y .
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Paso 7.1
Deja . Obtén .
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Paso 7.1.1
Reescribe.
Paso 7.1.2
Divide por .
Paso 7.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 8
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 9
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 10
La integral de con respecto a es .
Paso 11
Simplifica.
Paso 12
Vuelve a sustituir para cada variable de sustitución de la integración.
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Paso 12.1
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 12.2
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 13
Simplifica.
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Paso 13.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 13.2
Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, .
Paso 13.3
Cancela el factor común de .
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Paso 13.3.1
Factoriza de .
Paso 13.3.2
Cancela el factor común.
Paso 13.3.3
Reescribe la expresión.