Ingresa un problema...
Cálculo Ejemplos
Paso 1
Sea , donde . Entonces . Tenga en cuenta que ya que , es positiva.
Paso 2
Paso 2.1
Simplifica .
Paso 2.1.1
Simplifica cada término.
Paso 2.1.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 2.1.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 2.1.1.3
Reescribe como .
Paso 2.1.1.3.1
Usa para reescribir como .
Paso 2.1.1.3.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.1.1.3.3
Combina y .
Paso 2.1.1.3.4
Cancela el factor común de .
Paso 2.1.1.3.4.1
Cancela el factor común.
Paso 2.1.1.3.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.1.1.3.5
Evalúa el exponente.
Paso 2.1.1.4
Multiplica por .
Paso 2.1.1.5
Aplica la regla del producto a .
Paso 2.1.1.6
Reescribe como .
Paso 2.1.1.6.1
Usa para reescribir como .
Paso 2.1.1.6.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.1.1.6.3
Combina y .
Paso 2.1.1.6.4
Cancela el factor común de .
Paso 2.1.1.6.4.1
Cancela el factor común.
Paso 2.1.1.6.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.1.1.6.5
Evalúa el exponente.
Paso 2.1.1.7
Multiplica por .
Paso 2.1.2
Factoriza de .
Paso 2.1.3
Factoriza de .
Paso 2.1.4
Factoriza de .
Paso 2.1.5
Reorganiza los términos.
Paso 2.1.6
Aplica la identidad pitagórica.
Paso 2.1.7
Reescribe como .
Paso 2.1.7.1
Factoriza de .
Paso 2.1.7.2
Reescribe como .
Paso 2.1.7.3
Mueve .
Paso 2.1.7.4
Reescribe como .
Paso 2.1.8
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 2.2
Simplifica.
Paso 2.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.2.3
Suma y .
Paso 2.2.4
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.5
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.6
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.2.7
Suma y .
Paso 2.2.8
Reescribe como .
Paso 2.2.8.1
Usa para reescribir como .
Paso 2.2.8.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.2.8.3
Combina y .
Paso 2.2.8.4
Cancela el factor común de .
Paso 2.2.8.4.1
Cancela el factor común.
Paso 2.2.8.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.2.8.5
Evalúa el exponente.
Paso 2.2.9
Multiplica por .
Paso 3
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 4
Factoriza de .
Paso 5
Integra por partes mediante la fórmula , donde y .
Paso 6
Eleva a la potencia de .
Paso 7
Eleva a la potencia de .
Paso 8
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 9
Paso 9.1
Suma y .
Paso 9.2
Reordena y .
Paso 10
Mediante la identidad pitagórica, reescribe como .
Paso 11
Paso 11.1
Reescribe la exponenciación como un producto.
Paso 11.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 11.3
Reordena y .
Paso 12
Eleva a la potencia de .
Paso 13
Eleva a la potencia de .
Paso 14
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 15
Suma y .
Paso 16
Eleva a la potencia de .
Paso 17
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 18
Suma y .
Paso 19
Divide la única integral en varias integrales.
Paso 20
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 21
La integral de con respecto a es .
Paso 22
Paso 22.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 22.2
Multiplica por .
Paso 23
Al resolver , obtenemos que = .
Paso 24
Multiplica por .
Paso 25
Simplifica.
Paso 26
Combina y .
Paso 27
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 28
Paso 28.1
Simplifica cada término.
Paso 28.1.1
Dibuja un triángulo en el plano con los vértices , y el origen. Entonces es el ángulo entre el eje x positivo y el rayo que comienza en el origen y pasa por . Por lo tanto, es .
Paso 28.1.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 28.1.3
Reescribe como .
Paso 28.1.3.1
Usa para reescribir como .
Paso 28.1.3.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 28.1.3.3
Combina y .
Paso 28.1.3.4
Cancela el factor común de .
Paso 28.1.3.4.1
Cancela el factor común.
Paso 28.1.3.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.3.5
Evalúa el exponente.
Paso 28.1.4
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 28.1.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 28.1.6
Reescribe como .
Paso 28.1.7
Las funciones tangente y arcotangente son inversas.
Paso 28.1.8
Combinar.
Paso 28.1.9
Simplifica el denominador.
Paso 28.1.9.1
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.9.2
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.9.3
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 28.1.9.4
Suma y .
Paso 28.1.10
Reescribe como .
Paso 28.1.10.1
Usa para reescribir como .
Paso 28.1.10.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 28.1.10.3
Combina y .
Paso 28.1.10.4
Cancela el factor común de .
Paso 28.1.10.4.1
Cancela el factor común.
Paso 28.1.10.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.10.5
Evalúa el exponente.
Paso 28.1.11
Simplifica cada término.
Paso 28.1.11.1
Dibuja un triángulo en el plano con los vértices , y el origen. Entonces es el ángulo entre el eje x positivo y el rayo que comienza en el origen y pasa por . Por lo tanto, es .
Paso 28.1.11.2
Multiplica por .
Paso 28.1.11.3
Combina y simplifica el denominador.
Paso 28.1.11.3.1
Multiplica por .
Paso 28.1.11.3.2
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.3.3
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.3.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 28.1.11.3.5
Suma y .
Paso 28.1.11.3.6
Reescribe como .
Paso 28.1.11.3.6.1
Usa para reescribir como .
Paso 28.1.11.3.6.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 28.1.11.3.6.3
Combina y .
Paso 28.1.11.3.6.4
Cancela el factor común de .
Paso 28.1.11.3.6.4.1
Cancela el factor común.
Paso 28.1.11.3.6.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.11.3.6.5
Evalúa el exponente.
Paso 28.1.11.4
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 28.1.11.4.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 28.1.11.4.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 28.1.11.5
Reescribe como .
Paso 28.1.11.5.1
Usa para reescribir como .
Paso 28.1.11.5.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 28.1.11.5.3
Combina y .
Paso 28.1.11.5.4
Cancela el factor común de .
Paso 28.1.11.5.4.1
Cancela el factor común.
Paso 28.1.11.5.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.11.5.5
Evalúa el exponente.
Paso 28.1.11.6
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.7
Cancela el factor común de y .
Paso 28.1.11.7.1
Factoriza de .
Paso 28.1.11.7.2
Cancela los factores comunes.
Paso 28.1.11.7.2.1
Factoriza de .
Paso 28.1.11.7.2.2
Cancela el factor común.
Paso 28.1.11.7.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.11.8
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 28.1.11.9
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 28.1.11.10
Reescribe como .
Paso 28.1.11.11
Multiplica por .
Paso 28.1.11.12
Combina y simplifica el denominador.
Paso 28.1.11.12.1
Multiplica por .
Paso 28.1.11.12.2
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.12.3
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.12.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 28.1.11.12.5
Suma y .
Paso 28.1.11.12.6
Reescribe como .
Paso 28.1.11.12.6.1
Usa para reescribir como .
Paso 28.1.11.12.6.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 28.1.11.12.6.3
Combina y .
Paso 28.1.11.12.6.4
Cancela el factor común de .
Paso 28.1.11.12.6.4.1
Cancela el factor común.
Paso 28.1.11.12.6.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.11.12.6.5
Evalúa el exponente.
Paso 28.1.11.13
Combina con la regla del producto para radicales.
Paso 28.1.11.14
Las funciones tangente y arcotangente son inversas.
Paso 28.1.11.15
Multiplica por .
Paso 28.1.11.16
Combina y simplifica el denominador.
Paso 28.1.11.16.1
Multiplica por .
Paso 28.1.11.16.2
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.16.3
Eleva a la potencia de .
Paso 28.1.11.16.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 28.1.11.16.5
Suma y .
Paso 28.1.11.16.6
Reescribe como .
Paso 28.1.11.16.6.1
Usa para reescribir como .
Paso 28.1.11.16.6.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 28.1.11.16.6.3
Combina y .
Paso 28.1.11.16.6.4
Cancela el factor común de .
Paso 28.1.11.16.6.4.1
Cancela el factor común.
Paso 28.1.11.16.6.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 28.1.11.16.6.5
Evalúa el exponente.
Paso 28.1.12
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 28.1.13
Reordena los factores en .
Paso 28.1.14
Elimina los términos no negativos del valor absoluto.
Paso 28.2
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 28.3
Combina y .
Paso 28.4
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 28.5
Mueve a la izquierda de .
Paso 28.6
Cancela el factor común de .
Paso 28.6.1
Factoriza de .
Paso 28.6.2
Cancela el factor común.
Paso 28.6.3
Reescribe la expresión.
Paso 28.7
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 28.8
Multiplica .
Paso 28.8.1
Combina y .
Paso 28.8.2
Combina y .
Paso 28.9
Multiplica .
Paso 28.9.1
Combina y .
Paso 28.9.2
Multiplica por .
Paso 28.9.3
Combina y .
Paso 28.10
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 28.11
Factoriza de .
Paso 28.11.1
Factoriza de .
Paso 28.11.2
Factoriza de .
Paso 28.11.3
Factoriza de .
Paso 29
Reordena los términos.