Cálculo Ejemplos

$\int_{6 x}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$

Paso 1

Divide la integral en dos integrales en los que $c$ sea algún valor entre $6 x$ y $7 x$ .

$\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u + \int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 2

Según la regla de la suma, la derivada de $\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u + \int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$ .

$\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 3

Intercambia las cotas de integración.

$\frac{d}{d x} [- \int_{c}^{6 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 4

Calcula la derivada de $- \int_{c}^{6 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ con respecto a $x$ mediante el teorema fundamental del cálculo y la regla de la cadena.

$\frac{d}{d x} [6 x] (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 5

Diferencia.

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Paso 5.1

Como $6$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $6 x$ con respecto a $x$ es $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$6 \frac{d}{d x} [x] (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 5.2

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

$6 \cdot 1 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 5.3

Multiplica $6$ por $1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Paso 6

Calcula la derivada de $\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ con respecto a $x$ mediante el teorema fundamental del cálculo y la regla de la cadena.

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [7 x] \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7

Diferencia.

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Paso 7.1

Como $7$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $7 x$ con respecto a $x$ es $7 \frac{d}{d x} [x]$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{d}{d x} [x] \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.2

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

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \cdot 1 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3

Simplifica los términos.

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Paso 7.3.1

Multiplica $7$ por $1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.2

Factoriza $6$ de $6 x$ .

$6 (- \frac{{(6 (x))}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.3

Simplifica la expresión.

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Paso 7.3.3.1

Aplica la regla del producto a $6 (x)$ .

$6 (- \frac{6^{2} x^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.3.2

Eleva $6$ a la potencia de $2$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.4

Factoriza $6$ de $6 x$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{{(6 (x))}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.5

Simplifica la expresión.

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Paso 7.3.5.1

Aplica la regla del producto a $6 (x)$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{6^{2} x^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.5.2

Eleva $6$ a la potencia de $2$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.5.3

Multiplica $- 1$ por $6$ .

$- 6 \frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.6

Combina $- 6$ y $\frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$\frac{- 6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.7

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.8

Factoriza $7$ de $7 x$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 (x))}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.9

Simplifica la expresión.

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Paso 7.3.9.1

Aplica la regla del producto a $7 (x)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{7^{2} x^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.9.2

Eleva $7$ a la potencia de $2$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Paso 7.3.10

Factoriza $7$ de $7 x$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{{(7 (x))}^{2} + 5}$

Paso 7.3.11

Simplifica la expresión.

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Paso 7.3.11.1

Aplica la regla del producto a $7 (x)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{7^{2} x^{2} + 5}$

Paso 7.3.11.2

Eleva $7$ a la potencia de $2$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{49 x^{2} + 5}$

Paso 7.3.12

Combina $7$ y $\frac{49 x^{2} - 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$

Paso 8

Para escribir $- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5}$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} \cdot \frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$

Paso 9

Para escribir $\frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} \cdot \frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5} \cdot \frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$

Paso 10

Escribe cada expresión con un denominador común de $(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)$ , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de $1$ .

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Paso 10.1

Multiplica $\frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5}$ por $\frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5} \cdot \frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$

Paso 10.2

Multiplica $\frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$ por $\frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(49 x^{2} + 5) (36 x^{2} + 5)}$

Paso 10.3

Reordena los factores de $(49 x^{2} + 5) (36 x^{2} + 5)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 11

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{- 6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5) + 7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12

Simplifica.

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Paso 12.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(- 6 (36 x^{2}) - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + 7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(- 6 (36 x^{2}) - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3

Simplifica el numerador.

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Paso 12.3.1

Simplifica cada término.

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Paso 12.3.1.1

Simplifica cada término.

Toca para ver más pasos...

Paso 12.3.1.1.1

Multiplica $36$ por $- 6$ .

$\frac{(- 216 x^{2} - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.1.2

Multiplica $- 6$ por $- 5$ .

$\frac{(- 216 x^{2} + 30) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.2

Expande $(- 216 x^{2} + 30) (49 x^{2} + 5)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 12.3.1.2.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2} + 5) + 30 (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.2.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.2.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 12.3.1.3.1

Simplifica cada término.

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Paso 12.3.1.3.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{2} x^{2} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.2

Multiplica $x^{2}$ por $x^{2}$ sumando los exponentes.

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Paso 12.3.1.3.1.2.1

Mueve $x^{2}$ .

$\frac{- 216 \cdot 49 (x^{2} x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.2.2

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

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{2 + 2} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.2.3

Suma $2$ y $2$ .

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{4} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.3

Multiplica $- 216$ por $49$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.4

Multiplica $5$ por $- 216$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.5

Multiplica $49$ por $30$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 1470 x^{2} + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.1.6

Multiplica $30$ por $5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 1470 x^{2} + 150 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.3.2

Suma $- 1080 x^{2}$ y $1470 x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.4

Simplifica cada término.

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Paso 12.3.1.4.1

Multiplica $49$ por $7$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (343 x^{2} + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.4.2

Multiplica $7$ por $- 5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (343 x^{2} - 35) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.5

Expande $(343 x^{2} - 35) (36 x^{2} + 5)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 12.3.1.5.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2} + 5) - 35 (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.5.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.5.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 12.3.1.6.1

Simplifica cada término.

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Paso 12.3.1.6.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{2} x^{2} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.2

Multiplica $x^{2}$ por $x^{2}$ sumando los exponentes.

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Paso 12.3.1.6.1.2.1

Mueve $x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 (x^{2} x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.2.2

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

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{2 + 2} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.2.3

Suma $2$ y $2$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{4} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.3

Multiplica $343$ por $36$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.4

Multiplica $5$ por $343$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.5

Multiplica $36$ por $- 35$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 1260 x^{2} - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.1.6

Multiplica $- 35$ por $5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 1260 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.1.6.2

Resta $1260 x^{2}$ de $1715 x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 455 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.2

Suma $- 10584 x^{4}$ y $12348 x^{4}$ .

$\frac{1764 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 455 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.3

Suma $390 x^{2}$ y $455 x^{2}$ .

$\frac{1764 x^{4} + 845 x^{2} + 150 - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Paso 12.3.4

Resta $175$ de $150$ .

$\frac{1764 x^{4} + 845 x^{2} - 25}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$