Cálculo Ejemplos

$\int x^{2} \sqrt{1 - x} d x$

Paso 1

Integra por partes mediante la fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , donde $u = x^{2}$ y $d v = \sqrt{1 - x}$ .

$x^{2} (- \frac{2}{3} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}}) - \int - \frac{2}{3} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (2 x) d x$

Paso 2

Simplifica.

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Paso 2.1

Combina ${(1 - x)}^{\frac{3}{2}}$ y $\frac{2}{3}$ .

$x^{2} (- \frac{{(1 - x)}^{\frac{3}{2}} \cdot 2}{3}) - \int - \frac{2}{3} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (2 x) d x$

Paso 2.2

Combina $x^{2}$ y $\frac{{(1 - x)}^{\frac{3}{2}} \cdot 2}{3}$ .

$- \frac{x^{2} ({(1 - x)}^{\frac{3}{2}} \cdot 2)}{3} - \int - \frac{2}{3} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (2 x) d x$

Paso 2.3

Mueve $2$ a la izquierda de ${(1 - x)}^{\frac{3}{2}}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \int - \frac{2}{3} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (2 x) d x$

Paso 3

Dado que $- \frac{2}{3} \cdot 2$ es constante con respecto a $x$ , mueve $- \frac{2}{3} \cdot 2$ fuera de la integral.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} - (- \frac{2}{3} \cdot 2 \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x)$

Paso 4

Simplifica.

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Paso 4.1

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} - (- 2 (\frac{2}{3}) \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x)$

Paso 4.2

Combina $- 2$ y $\frac{2}{3}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} - (\frac{- 2 \cdot 2}{3} \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x)$

Paso 4.3

Multiplica $- 2$ por $2$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} - (\frac{- 4}{3} \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x)$

Paso 4.4

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} - (- \frac{4}{3} \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x)$

Paso 4.5

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + 1 (\frac{4}{3} \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x)$

Paso 4.6

Multiplica $\frac{4}{3}$ por $1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} \int {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x) d x$

Paso 5

Sea $u = 1 - x$ . Entonces $d u = - d x$ , de modo que $- d u = d x$ . Reescribe mediante $u$ y $d$ $u$ .

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Paso 5.1

Deja $u = 1 - x$ . Obtén $\frac{d u}{d x}$ .

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Paso 5.1.1

Diferencia $1 - x$ .

$\frac{d}{d x} [1 - x]$

Paso 5.1.2

Diferencia.

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Paso 5.1.2.1

Según la regla de la suma, la derivada de $1 - x$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- x]$ .

$\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- x]$

Paso 5.1.2.2

Como $1$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $1$ con respecto a $x$ es $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [- x]$

Paso 5.1.3

Evalúa $\frac{d}{d x} [- x]$ .

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Paso 5.1.3.1

Como $- 1$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- x$ con respecto a $x$ es $- \frac{d}{d x} [x]$ .

$0 - \frac{d}{d x} [x]$

Paso 5.1.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$0 - 1 \cdot 1$

Paso 5.1.3.3

Multiplica $- 1$ por $1$ .

$0 - 1$

Paso 5.1.4

Resta $1$ de $0$ .

$- 1$

Paso 5.2

Reescribe el problema mediante $u$ y $d u$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} \int - u^{\frac{3}{2}} (- u + 1) d u$

Paso 6

Dado que $- 1$ es constante con respecto a $u$ , mueve $- 1$ fuera de la integral.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int u^{\frac{3}{2}} (- u + 1) d u)$

Paso 7

Expande $u^{\frac{3}{2}} (- u + 1)$ .

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Paso 7.1

Aplica la propiedad distributiva.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int u^{\frac{3}{2}} (- u) + u^{\frac{3}{2}} \cdot 1 d u)$

Paso 7.2

Reordena $u^{\frac{3}{2}}$ y $- 1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - 1 \cdot u^{\frac{3}{2}} u + u^{\frac{3}{2}} \cdot 1 d u)$

Paso 7.3

Reordena $u^{\frac{3}{2}}$ y $1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - 1 \cdot u^{\frac{3}{2}} u + 1 \cdot u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.4

Factoriza el negativo.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - (u^{\frac{3}{2}} u) + 1 u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.5

Eleva $u$ a la potencia de $1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - (u^{\frac{3}{2}} u^{1}) + 1 u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.6

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - u^{\frac{3}{2} + 1} + 1 u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.7

Escribe $1$ como una fracción con un denominador común.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - u^{\frac{3}{2} + \frac{2}{2}} + 1 u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.8

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - u^{\frac{3 + 2}{2}} + 1 u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.9

Suma $3$ y $2$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - u^{\frac{5}{2}} + 1 u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.10

Multiplica $u^{\frac{3}{2}}$ por $1$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int - u^{\frac{5}{2}} + u^{\frac{3}{2}} d u)$

Paso 7.11

Reordena $- u^{\frac{5}{2}}$ y $u^{\frac{3}{2}}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- \int u^{\frac{3}{2}} - u^{\frac{5}{2}} d u)$

Paso 8

Divide la única integral en varias integrales.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- (\int u^{\frac{3}{2}} d u + \int - u^{\frac{5}{2}} d u))$

Paso 9

Según la regla de la potencia, la integral de $u^{\frac{3}{2}}$ con respecto a $u$ es $\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}} + C + \int - u^{\frac{5}{2}} d u))$

Paso 10

Combina $\frac{2}{5}$ y $u^{\frac{5}{2}}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} + C + \int - u^{\frac{5}{2}} d u))$

Paso 11

Dado que $- 1$ es constante con respecto a $u$ , mueve $- 1$ fuera de la integral.

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} + C - \int u^{\frac{5}{2}} d u))$

Paso 12

Según la regla de la potencia, la integral de $u^{\frac{5}{2}}$ con respecto a $u$ es $\frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} + C - (\frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}} + C)))$

Paso 13

Simplifica.

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Paso 13.1

Combina $\frac{2}{7}$ y $u^{\frac{7}{2}}$ .

$- \frac{x^{2} (2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}})}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} + C - (\frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7} + C)))$

Paso 13.2

Simplifica.

$- \frac{2}{3} x^{2} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} + \frac{4}{3} (- (\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}} - \frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}})) + C$

Paso 13.3

Simplifica.

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Paso 13.3.1

Combina $x^{2}$ y $\frac{2}{3}$ .

$- \frac{x^{2} \cdot 2}{3} {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} + \frac{4}{3} (- (\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}} - \frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}})) + C$

Paso 13.3.2

Combina ${(1 - x)}^{\frac{3}{2}}$ y $\frac{x^{2} \cdot 2}{3}$ .

$- \frac{{(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (x^{2} \cdot 2)}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}} - \frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}})) + C$

Paso 13.3.3

Mueve $2$ a la izquierda de $x^{2}$ .

$- \frac{{(1 - x)}^{\frac{3}{2}} (2 \cdot x^{2})}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}} - \frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}})) + C$

Paso 13.3.4

Mueve $2$ a la izquierda de ${(1 - x)}^{\frac{3}{2}}$ .

$- \frac{2 \cdot {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2}}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}} - \frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}})) + C$

Paso 13.3.5

Combina $\frac{2}{5}$ y $u^{\frac{5}{2}}$ .

$- \frac{2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2}}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2}{7} u^{\frac{7}{2}})) + C$

Paso 13.3.6

Combina $u^{\frac{7}{2}}$ y $\frac{2}{7}$ .

$- \frac{2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2}}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{u^{\frac{7}{2}} \cdot 2}{7})) + C$

Paso 13.3.7

Mueve $2$ a la izquierda de $u^{\frac{7}{2}}$ .

$- \frac{2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2}}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 \cdot u^{\frac{7}{2}}}{7})) + C$

Paso 13.3.8

Para escribir $\frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}))$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{3}{3}$ .

$- \frac{2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2}}{3} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7})) \cdot \frac{3}{3} + C$

Paso 13.3.9

Combina $\frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}))$ y $\frac{3}{3}$ .

$- \frac{2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2}}{3} + \frac{\frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7})) \cdot 3}{3} + C$

Paso 13.3.10

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} + \frac{4}{3} (- (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7})) \cdot 3}{3} + C$

Paso 13.3.11

Combina $\frac{4}{3}$ y $3$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot \frac{4 \cdot 3}{3}}{3} + C$

Paso 13.3.12

Multiplica $4$ por $3$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot \frac{12}{3}}{3} + C$

Paso 13.3.13

Cancela el factor común de $12$ y $3$ .

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Paso 13.3.13.1

Factoriza $3$ de $12$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot \frac{3 \cdot 4}{3}}{3} + C$

Paso 13.3.13.2

Cancela los factores comunes.

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Paso 13.3.13.2.1

Factoriza $3$ de $3$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot \frac{3 \cdot 4}{3 (1)}}{3} + C$

Paso 13.3.13.2.2

Cancela el factor común.

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot \frac{3 \cdot 4}{3 \cdot 1}}{3} + C$

Paso 13.3.13.2.3

Reescribe la expresión.

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot \frac{4}{1}}{3} + C$

Paso 13.3.13.2.4

Divide $4$ por $1$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7}) \cdot 4}{3} + C$

Paso 13.3.14

Multiplica $4$ por $- 1$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - 4 (\frac{2 u^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 u^{\frac{7}{2}}}{7})}{3} + C$

Paso 14

Reemplaza todos los casos de $u$ con $1 - x$ .

$\frac{- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - 4 (\frac{2 {(1 - x)}^{\frac{5}{2}}}{5} - \frac{2 {(1 - x)}^{\frac{7}{2}}}{7})}{3} + C$

Paso 15

Reordena los términos.

$\frac{1}{3} (- 2 {(1 - x)}^{\frac{3}{2}} x^{2} - 4 (\frac{2}{5} {(1 - x)}^{\frac{5}{2}} - \frac{2}{7} {(1 - x)}^{\frac{7}{2}})) + C$