• No se han encontrado resultados

Guia08 Farith int sust trig y Frac S pdf

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "Guia08 Farith int sust trig y Frac S pdf"

Copied!
10
0
0

Texto completo

(1)

Cálculo Diferencial e Integral - Dos métodos de integración.

Prof. Farith J. Briceño N.

Objetivos a cubrir

Código : MAT-CDI.8

Integración : Integrales por sustitución trigonométrica.

Integración : Integrales por descomposición en fracciones simples.

Ejercicios resueltos

Ejemplo 1

: Integre

Z

dx

p

x

2

5

Solución :H acem os el cambio trigonom étrico

x=p5 sect; dx=p5 sect tant dt

la integral se transform a en

Z dx

p

x2 5 =

Z p

5 sect tant dt

r

p

5 sect 2 5 =

Z p

5 sect tant dt

p

5 sec2t 5 =

Z p

5 sect tant dt

p

5 (sec2t 1) =

Z p

5 secttant dt

p

5 tant =

Z

sect dt= lnjsect+ tantj+C;

com o

x=p5 sect =) sect=px

5 =) cost=

p

5

x = c:a: hip

Para calcular tant en funciónxnos p o dem os ayudar con el triángulo rectangular, con a=p5

x=asect =) sect=x

a

Por Pitágoras c:o:=px2 a2

así,

tant= c:o:

c:a:=

p

x2 5

p

5 :

Luego

Z dx

p

x2 5= ln

x

p

5+

p

x2 5

p

5 +C1= ln

x+px2 5

p

5 +C1= ln x+ p

x2 5 +C;

donde,

C=C1 ln

p

5:

F

Ejemplo 2

: Integre

Z

p

4

x

2

dx

Solución :H acem os el cambio trigonom étrico

x= 2 sent; dx= 2 cost dt

la integral se transform a en

Z p

4 x2dx=Z q4 (2 sent)22 cost dt= 2

Z p

4 4 sen2t cost dt

= 2Z p4 (1 sen2t) cost dt= 4

Z p

cos2tcost dt= 4

Z

cos2t dt;

donde, Z

cos2t dt= Z

1 + cos 2t

2 dt=

t

2+ 1

4sen 2t+C1=

t

2+ 1

2sentcost+C1;

así,

Z p

4 x2dx= 4 t

2+ 1

2sentcost+C1 = 2t+ 2 sentcost+C;

com o

x= 2 sent =) sent= x 2 =

c:o:

hip =) t= arcsen

x

(2)

Para calcular cost en funciónxnos p o dem os ayudar con el triángulo rectangular, con a= 2

x=asent =) sent=x

a

Por Pitágoras c:a:=pa2 x2

así,

cost=c:o:

hip =

p

4 x2

2 ;

es decir,

Z p

4 x2dx= 2 arcsen x

2 + 2

x

2

p

4 x2

2 +C= 2 arcsen

x

2 +

xp4 x2

2 +C:

Luego

Z p

4 x2dx= 2 arcsen x

2 +

xp4 x2

2 +C:

F

Ejemplo 3

: Integre

Z

dx

x

p

x

2

+ 3

Solución :H acem os el cambio trigonom étrico

x=p3 tant; dx=p3 sec2t dt

la integral se transform a en

Z dx

xpx2+ 3=

Z p

3 sec2t dt

p

3 tant

r

p

3 tant 2+ 3 =

Z sec2

t dt

tantp3 tan2t+ 3=

Z sec2

t dt

tantp3 sec2t=

Z sec2

t dt

tantp3 sect=

1

p

3 Z sect

tantdt;

donde,

Z sect

tantdt=

Z 1 cost

sent

cost dt=

Z 1

sent dt=

Z

csct dt= lnjcsct cottj+C;

así, Z

dx xpx2+ 3=

1

p

3lnjcsct cottj+C;

com o

x=p3 tant =) tant=px

3=

c:o: c:a:

Para calcular csct en funciónxnos p o dem os ayudar con el triángulo rectangular, con a=p3

x=atant =) tant= x

a

Por Pitágoras hip=px2+a2

así,

csct= hip

c:o: =

p

3 +x2

x y cott=

1 tant=

p

3

x :

Luego

Z dx

xpx2+ 3=

1

p

3ln

p

3 +x2

x

p

3

x +C:

F

Ejemplo 4

: Integre

Z

2

x

2

6

x

+ 7

(

x

1)

2

(

x

+ 2)

dx

Solución : O bservem os que el grado del p olinom io del num erador,2, es m enor que el grado del p olinom io del denom inador,3, p or lo tanto, no se

(3)

Escribim os las fracciones sim ples corresp ondientes

2x2 6x+ 7 (x 1)2(x+ 2)=

A x 1+

B

(x 1)2 +

C x+ 2:

Buscam os los valores de las constantesA,ByC,

2x2 6x+ 7

(x 1)2(x+ 2)=

A x 1+

B

(x 1)2 +

C x+ 2=

A(x 1) (x+ 2) +B(x+ 2) +C(x 1)2

(x 1)2(x+ 2) ;

de aquí,

2x2 6x+ 7 =A(x 1) (x+ 2) +B(x+ 2) +C(x 1)2:

Para obtener los valores de las constantes le dam os valores arbitrarios ax

Si x= 1, entonces

2 (1)2 6 (1) + 7 =A((1) 1) ((1) + 2) +B((1) + 2) +C((1) 1)2 =) 3 = 3B =) B= 1

Si x= 2, entonces

2 ( 2)2 6 ( 2) + 7 =A(( 2) 1) (( 2) + 2) +B(( 2) + 2) +C(( 2) 1)2 =) 27 = 9C =) C= 3

Si x= 0, entonces

2 (0)2 6 (0) + 7 =A((0) 1) ((0) + 2) +B((0) + 2) +C((0) 1)2 =) 7 = 2A+ 2B+C;

com o B= 1 y C= 3, se tiene que 7 = 2A+ 2 (1) + (3), de aquí, A= 1:

Entonces

2x2 6x+ 7 (x 1)2(x+ 2)=

A x 1+

B

(x 1)2 +

C x+ 2;

p or lo tanto,

Z

2x2 6x+ 7 (x 1)2(x+ 2)dx=

Z 1

x 1 dx+ Z

1 (x 1)2 dx+

Z 3

x+ 2dx:

La prim era integral del lado derecho de la igualdad se resuelve haciendo el cambio de variable

u=x 1; du=dx;

así, Z

1

x 1dx= Z du

u = lnjuj+C1= lnjx 1j+C1:

La segunda integral del lado derecho de la igualdad se resuelve haciendo el m ism o cambio de variable

u=x 1; du=dx;

y la integral se transform a en Z

1 (x 1)2 dx=

Z

du u2 =

1

u+C2=

1

x 1+C2:

La tercera y últim a integral del lado derecho de la igualdad la resolvem os haciendo el cambio de variable

u=x+ 2; du=dx;

se obtiene Z

3

x+ 2dx= 3 Z du

u = 3 lnjuj+C3= 3 lnjx+ 2j+C3:

Finalm ente Z

2x2 6x+ 7

(x 1)2(x+ 2)dx= lnjx 1j

1

x 1+ 3 lnjx+ 2j+C:

F

Ejemplo 5

: Integre

Z

x

2

+ 8

x

+ 14

(2

x

+ 4) (

x

2

+ 2

x

+ 2)

dx

Solución : O bservem os que el grado del p olinom io del num erador,2, es m enor que el grado del p olinom io del denom inador,3, p or lo tanto, no se

dividen los p olinom ios. A dem ás, el denom inador ya está factorizado, puesto que, el p olinom io p(x) =x2+ 2x+ 2 no es factorizable en los núm eros

(4)

Escribim os las fracciones sim ples corresp ondientes

x2+ 8x+ 14 (2x+ 4) (x2+ 2x+ 2)=

A

2x+ 4+

Bx+C x2+ 2x+ 2:

Buscam os los valores de las constantesA,ByC,

x2+ 8x+ 14

(2x+ 4) (x2+ 2x+ 2)=

A

2x+ 4+

Bx+C x2+ 2x+ 2=

A x2+ 2x+ 2 + (Bx+C) (2x+ 4)

(2x+ 4) (x2+ 2x+ 2) ;

de aquí,

x2+ 8x+ 14 =A x2+ 2x+ 2 + (Bx+C) (2x+ 4):

Para obtener los valores de las constantes le dam os valores arbitrarios ax

Si x= 2, entonces

( 2)2+ 8 ( 2) + 14 =A ( 2)2+ 2 ( 2) + 2 + (B( 2) +C) (2 ( 2) + 4) =) 2 = 2A =) A= 1

Si x= 0, entonces

(0)2+ 8 (0) + 14 =A (0)2+ 2 (0) + 2 + (B(0) +C) (2 (0) + 4) =) 14 = 2A+ 4C;

com o A= 1, se tiene que 14 = 2 (1) + 4C, de aquí, C= 3

Si x= 1, entonces

(1)2+ 8 (1) + 14 =A (1)2+ 2 (1) + 2 + (B(1) +C) (2 (1) + 4) =) 23 = 5A+ 6B+ 6C;

com o A= 1 y C= 3, se tiene que 23 = 5 (1) + 6B+ 6 (3), de aquí, B= 0:

Entonces

x2+ 8x+ 14

(2x+ 4) (x2+ 2x+ 2)=

1 2x+ 4+

3

x2+ 2x+ 2;

p or lo tanto,

Z x2+ 8x+ 14

(2x+ 4) (x2+ 2x+ 2)dx=

Z 1

2x+ 4dx+

Z 3

x2+ 2x+ 2 dx=

1 2

Z dx

x+ 2+ 3

Z dx

x2+ 2x+ 2:

La prim era integral del lado derecho de la igualdad se resuelve haciendo el cambio de variable

u=x+ 2; du=dx;

así, Z

dx x+ 2=

Z du

u = lnjuj+C1= lnjx+ 2j+C1:

Para la segunda integral del lado derecho de la igualdad com pletam os cuadrado

x2+ 2x+ 2 = (x+ 1)2+ 1 =)

Z dx

x2+ 2x+ 2=

Z dx

(x+ 1)2+ 1;

hacem os el cambio de variable

u=x+ 1; du=dx;

y la integral se transform a en Z

dx x2+ 2x+ 2=

Z

du

u2+ 1= arctanu+C2= arctan (x+ 1) +C2:

Luego

Z

x2+ 8x+ 14

(2x+ 4) (x2+ 2x+ 2)dx=

1

2lnjx+ 2j+ 3 arctan (x+ 1) +C:

F

Ejercicios

1. Calcular las siguientes integrales haciendo la sustitución trigonométrica apropiada.

1

:

Z

dx

p

16

x

2

2

:

Z

dx

p

4

3

x

2

3

:

Z

dt

7 + 2

t

2

4

:

Z

d

p

9 +

2

5

:

Z

dx

p

(5)

6

:

Z

dx

p

ax

2

b

7

:

Z

y dy

(

y

2

+ 4)

5=2

8

:

Z

y

2

dy

(

y

2

+ 4)

5=2

9

:

Z

dx

p

a

bx

2

10

:

Z

5

t

p

1 +

t

2

dt

11

:

Z

dx

(4

x

2

25)

3=2

12

:

Z

cos

x dx

sen

2

x

6 sen

x

+ 12

13

:

Z

dx

(1 +

x

2

)

2

14

:

Z

p

2

t

t

2

dt

15

:

Z

e

t

p

9

e

2t

dt

16

:

Z

p

5

4

t

t

2

dt

17

:

Z

x

2

p

5

x

2

dx

18

:

Z

dx

p

x

2

+ 4

x

+ 5

19

:

Z

dx

x

4

p

x

2

2

20

:

Z

3

x

p

x

2

+ 2

x

+ 5

dx

21

:

Z

p

9

x

2

4

x

dx

22

:

Z

dx

p

4

x

x

2

23

:

Z

e

x

dx

p

1 +

e

x

+

e

2x

24

:

Z

dx

p

16 + 6

x

x

2

25

:

Z

t dt

p

a

4

t

4

26

:

Z

x dx

p

4

x

x

2

27

:

Z

2

x

+ 1

x

2

+ 2

x

+ 2

dx

28

:

Z

2

x

1

x

2

6

x

+ 18

dx

29

:

Z

p

e

2t

9

dt

30

:

Z

sen

t

cos

t

9 + cos

4

t

dt

31

:

Z

sec

2

2

x

9 + tan

2

2

x

dx

32

:

Z

ln

x dx

x

p

1

4 ln

x

ln

2

x

33

:

Z

3

x

2

2

x

2

+ 5

dx

34

:

Z

x

3

p

7 +

x

2

dx

35

:

Z

p

x

(

x

+ 6)

2

dx

36

:

Z

tan

7

x

+ tan

5

x

tan

4

(

=

4) + tan

4

x

dx

37

:

Z

dx

x

2

p

x

2

5

38

:

Z

p

e

3x

dx

(

e

x

+

e

x

)

5=2

39

:

Z

e

3x

dx

(

e

2x

9)

3=2

40

:

Z

x

2

dx

p

8

x

3

x

6

13

41

:

Z

dx

p

9

x

2

42

:

Z

dx

p

3

x

2

43

:

Z

dx

p

x

2

4

44

:

Z

dx

p

x

2

5

45

:

Z

dx

16 +

x

2

46

:

Z

dx

2 +

x

2

47

:

Z

dx

x

p

x

2

+ 3

48

:

Z

dx

p

9

x

2

+ 6

x

8

49

:

Z

dx

x

2

p

1

x

2

50

:

Z

p

1

x

2

x

dx

51

:

Z

dx

p

x

2

+ 2

x

+ 5

52

:

Z

x

2

(

a

2

x

2

)

3=2

dx

53

:

Z

dx

x

p

x

2

+ 9

54

:

Z

p

x

2

a

2

x

4

dx

55

:

Z

dx

x

3

p

x

2

16

56

:

Z

dx

(5

4

x

x

2

)

5=2

57

:

Z

p

1

4

r

2

dr

58

:

Z

t

p

4

t

2

dt

59

:

Z

x

2

p

4

9

x

2

dx

60

:

Z

2

x

1

p

x

2

4

x

+ 5

dx

61

:

Z

t

3

dt

p

t

2

+ 4

62

:

Z

x dx

p

1

x

2

63

:

Z

x

2

p

9

x

2

dx

64

:

Z

e

2x

dx

p

1 +

e

2x

+

e

4x

65

:

Z

dx

x

2

p

16

x

2

9

66

:

Z

dx

x

2

p

x

2

+ 9

67

:

Z

dx

p

x

2

+ 4

x

+ 8

68

:

Z

sen

x dx

p

cos

2

x

+ 4 cos

x

+ 1

69

:

Z

4

x

2

7 + 5

x

2

dx

70

:

Z

x dx

p

x

2

+ 6

x

71

:

Z

dx

p

x

2

+ 6

x

72

:

Z

sen 2

x

sen

x

sen

2

x

+ 5

dx

73

:

Z

p

x

(

x

4)

2

dx

74

:

Z

dx

x

(1

x

2

)

3=2

75

:

Z

dx

p

x

2

8

x

+ 19

76

:

Z

x dx

p

x

4

8

x

2

+ 3

77

:

Z

x

1

x

3=2

+

p

x

dx

78

:

Z

e

2x

dx

6

e

x

6

e

x

79

:

Z

x

2

1

5=2

dx

80

:

Z

dx

p

x

+

x

+ 2

81

:

Z

dx

p

x

x

2

82

:

Z

dx

3

x

2

x

+ 1

83

:

Z

x dx

x

4

4

x

2

+ 3

84

:

Z

x

3

p

4

9

x

2

dx

85

:

Z

dx

x

2

+ 2

x

86

:

Z

dx

x

2

+ 2

x

+ 5

87

:

Z

dx

(

x

2

+ 2

x

+ 2)

2

88

:

Z

dx

p

2 + 3

x

2

x

2

89

:

Z

p

t

t

2

dt

90

:

Z

sec

2

x dx

p

tan

2

x

2

91

:

Z

x

2

dx

(6)

92

:

Z

p

x

2

+ 2

x

+ 5

dx

93

:

Z

p

t

2

+ 1

dt

94

:

Z

p

t

2

4

t

2

dt

95

:

Z

dx

p

x

2

+

px

+

q

96

:

Z

dt

(

t

+ 1)

p

t

2

+ 2

t

97

:

Z

x

2

dx

p

9

x

2

98

:

Z

sen

x dx

16 + cos

2

x

99

:

Z

2

y

+ 1

p

y

2

+ 9

dy

100

:

Z

p

1

2

t

t

2

dt

101

:

Z

a

x

dx

1 +

a

2x

102

:

Z

y

3

dy

(

y

2

+ 4)

3=2

103

:

Z

dx

p

1

6

x

x

2

104

:

Z

3

x

6

p

x

2

4

x

+ 5

dx

105

:

Z

x

2

dx

p

4

x

x

2

106

:

Z

y dy

p

16

9

y

4

107

:

Z

(2

x

+ 1)

dx

x

2

+ 2

x

+ 2

108

:

Z

2

x

1

x

2

6

x

+ 18

dx

109

:

Z

t

2

dt

(

t

2

+ 1)

2

110

:

Z

2

x

3

p

4

x

2

dx

111

:

Z

3

x dx

p

x

2

+ 2

x

+ 5

112

:

Z

2

x

1

p

x

2

4

x

+ 5

dx

113

:

Z

dz

z

p

1

z

2

114

:

Z

y

2

dy

(9

y

2

)

5=2

115

:

Z

(2

x

8)

dx

p

1

x

x

2

116

:

Z

p

2

x

x

2

dx

117

:

Z

dt

p

t

2

2

t

+ 26

118

:

Z

sen 2

x

+ cos

x

sen

2

x

+ sen

x

2

dx

119

:

Z

dt

p

16 + 6

t

t

2

120

:

Z

dt

p

16 + 4

t

2

t

2

121

:

Z

2

t dt

p

t

2

2

t

+ 26

2. Calcular las siguientes integrales utilizando descomposición en fracciones simples.

1

:

Z

x

2

+ 1

x

2

x

dx

2

:

Z

dx

x

2

x

2

3

:

Z

2

dx

x

2

+ 2

x

4

:

Z

3

t

2

6

t

+ 2

2

t

3

3

t

2

+

t

dt

5

:

Z

5

t

+ 3

t

2

9

dt

6

:

Z

3

x

3

dx

x

2

+

x

2

7

:

Z

2

dx

x

2

1

8

:

Z

x

4

+ 8

x

2

+ 8

x

3

4

x

dx

9

:

Z

x

2

dx

(

x

+ 1)

3

10

:

Z

dx

x

2

(

x

1)

2

11

:

Z

x

3

+

x

(

x

3)

2

dx

12

:

Z

5

x

2

+ 6

x

+ 9

dx

(

x

3)

2

(

x

+ 1)

2

13

:

Z

dt

t

2

(

t

+ 1)

2

14

:

Z

x

3

4

x

(

x

2

1)

2

dx

15

:

Z

x

3

+ 1

dx

(

x

2

4

x

+ 5)

2

16

:

Z

x

2

+ 19

x

+ 10

(

x

3)

2

(2

x

+ 1)

2

dx

17

:

Z

dx

9

x

4

+

x

2

18

:

Z

dx

x

4

+

x

2

+ 1

19

:

Z

x

4

+ 1

dx

x

4

+

x

2

20

:

Z

x

2

2

x

1

(

x

2

+ 3) (

x

2

+ 1)

dx

21

:

Z

x

3

dx

(1 +

x

2

)

2

22

:

Z

x

2

dx

(

x

3

+ 4

x

)

2

23

:

Z

dx

(

x

4

+

x

2

+ 1)

2

24

:

Z

4

x

2

+ 3

x

+ 6

(

x

2

+ 2)

2

(

x

2

+ 3)

2

dx

25

:

Z

x

4

dx

x

4

1

26

:

Z

x

+ 1

x

3

1

dx

27

:

Z

x

+ 4

x

(

x

2

+ 4)

dx

28

:

Z

dx

(

x

+ 1) (

x

2

+

x

+ 1)

2

29

:

Z

dx

x

3

+ 3

x

`2

30

:

Z

(

x

6)

dx

x

2

2

x

31

:

Z

x

3

+

x

+ 1

x

(

x

2

+ 1)

dx

32

:

Z

dx

(

x

1) (

x

+ 2) (

x

+ 3)

33

:

Z

9

dx

8

x

3

+ 1

34

:

Z

t

2

+ 2

dt

t

(

t

2

+ 1)

35

:

Z

2

x

3

x

x

4

x

2

+ 1

dx

36

:

Z

x

2

3

x

3

+ 4

x

2

+ 5

x

+ 2

dx

37

:

Z

dx

x

3

1

38

:

Z

dx

x

3

+

x

2

+

x

39

:

Z

5

x

3

+ 2

dx

x

3

5

x

2

+ 4

x

40

:

Z

(20

x

11)

dx

(3

x

+ 2) (

x

2

4

x

+ 5)

41

:

Z

dt

(

t

2

+ 1)

3

42

:

Z

(

x

+ 2)

dx

x

2

(

x

2

1)

43

:

Z

(

x

11)

dx

x

2

+ 3

x

4

44

:

Z

x

3

8

x

2

1

dx

(

x

+ 3) (

x

2) (

x

2

+ 1)

45

:

Z

dx

2

x

3

+

x

46

:

Z

5

x

2

x

2

4

dx

47

:

Z

dt

(

t

+ 2)

2

(

t

+ 1)

48

:

Z

x

2

dx

2

x

3

+ 9

x

2

+ 12

x

+ 4

49

:

Z

dx

16

x

4

1

50

:

Z

18

dx

(7)

51

:

Z

(17

x

3)

dx

3

x

2

+

x

2

52

:

Z

x

2

4

x

4

x

3

2

x

2

+ 4

x

8

dx

53

:

Z

dx

x

3

+ 1

54

:

Z

4 + 5

x

2

x

3

+ 4

x

dx

55

:

Z

(

t

+ 3)

dt

4

t

4

+ 4

t

3

+

t

2

56

:

Z

2

x

2

+ 41

x

91

dx

(

x

1) (

x

+ 3) (

x

4)

57

:

Z

e

x

dx

e

4x

1

58

:

Z

e

5x

dx

(

e

2x

+ 1)

2

59

:

Z

(4

x

2)

dx

x

3

x

2

2

x

60

:

Z

2

x

2

3

x

36

(2

x

1) (

x

2

+ 9)

dx

61

:

Z

dx

x

2

4

62

:

Z

t

2

+ 2

dt

t

(

t

2

1)

63

:

Z

dt

(

t

+

a

) (

t

+

b

)

64

:

Z

2

x

3

+ 5

x

2

+ 16

x

x

5

+ 8

x

3

+ 16

x

dx

65

:

Z

x

6

dx

x

2

16

66

:

Z

x

2

dx

x

2

+

x

6

67

:

Z

5

x

3

4

x

x

4

16

dx

68

:

Z

dx

x

(3

ln

x

) (1

ln

x

)

69

:

Z

t

3

dt

t

3

8

70

:

Z

t

3

1

4

t

3

t

dt

71

:

Z

cos

x dx

sen

x

+ sen

3

x

72

:

Z

x

2

+ 3

x

+ 3

x

3

+

x

2

+

x

+ 1

dx

73

:

Z

t

2

dt

t

4

8

t

74

:

Z

x

3

x

3

+

x

2

dx

75

:

Z

(5

x

+ 7)

dx

x

2

+ 4

x

+ 4

76

:

Z

3

x

2

+ 7

x

dx

x

3

+ 6

x

2

+ 11

x

+ 6

77

:

Z

30

x

2

+ 52

x

+ 17

24

x

3

9

x

4

6

x

3

11

x

2

+ 4

x

+ 4

dx

78

:

Z

x

4

+ 1

dx

x

(

x

2

+ 1)

2

79

:

Z

x

2

3

x

7

(2

x

+ 3) (

x

+ 1)

dx

80

:

Z

x

4

+ 3

x

3

5

x

2

4

x

+ 17

x

3

+

x

2

5

x

+ 3

dx

81

:

Z

(3

x

13)

dx

x

2

+ 3

x

10

82

:

Z

2

x

3

+ 9

x

dx

(

x

2

+ 3) (

x

2

2

x

+ 3)

83

:

Z

x

2

5

x

+ 9

x

2

5

x

+ 6

dx

84

:

Z

x

2

8

x

+ 7

(

x

2

3

x

10)

2

dx

85

:

Z

5

x

2

11

x

+ 5

x

3

4

x

2

+ 5

x

2

dx

86

:

Z

x

2

+

x

+ 2

x

2

1

dx

87

:

Z

2

x

3

(

x

2

3

x

+ 2)

2

dx

88

:

Z

x

4

6

x

3

12

x

2

+ 6

x

3

6

x

2

+ 12

x

8

dx

89

:

Z

2

x

2

+

x

8

x

3

+ 4

x

dx

90

:

Z

5

x

2

+ 3

x

2

x

3

+ 2

x

2

dx

91

:

Z

6

x

2

+ 22

x

23

(2

x

1) (

x

2

+

x

6)

dx

92

:

Z

x

2

+ 2

x

1

27

x

3

1

dx

93

:

Z

2

x

2

x

+ 2

x

5

2

x

3

+

x

dx

94

:

Z

sec

2

x

+ 1 sec

2

x

1 + tan

3

x

dx

95

:

Z

x

2

4

x

+ 3

x

(

x

+ 1)

2

dx

96

:

Z

6

x

2

2

x

1

4

x

3

x

dx

97

:

Z

2

x

2

+ 3

x

+ 2

x

3

+ 4

x

2

+ 6

x

+ 4

dx

98

:

Z

(

x

2)

dx

2

x

2

+ 7

x

+ 3

99

:

Z

3

x

+ 5

(

x

2

+ 2

x

+ 2)

2

dx

100

:

Z

dx

(

x

2

4

x

+ 3) (

x

2

+ 4

x

+ 5)

101

:

Z

(2

x

+ 21)

dx

2

x

2

+ 9

x

5

102

:

Z

x

2

+ 19

x

+ 10

2

x

4

+ 5

x

3

dx

103

:

Z

3

x

2

21

x

+ 32

x

3

8

x

2

+ 16

x

dx

104

:

Z

3

x

2

x

+ 1

x

3

x

2

dx

105

:

Z

2

x

4

2

x

+ 1

2

x

5

x

4

dx

106

:

Z

2

x

2

+ 13

x

+ 18

x

3

+ 6

x

2

+ 9

x

dx

107

:

Z

2

t

2

+

t

4

t

3

t

2

2

t

dt

108

:

Z

x

2

+

x

dx

x

3

x

2

+

x

1

109

:

Z

5

x

2

3

x

+ 18

9

x

x

3

dx

110

:

Z

x

3

x

4

+ 2

x

2

dx

111

:

Z

x

2

+ 3

x

3

+

x

2

2

x

dx

112

:

Z

x dx

x

3

+ 2

x

2

+

x

+ 2

113

:

Z

2

x

2

x

+ 2

x

5

+ 2

x

3

+

x

dx

Respuestas: Ejercicios

1:1: arcsen1

4x+C; 1:2: arcsen

p

3

2 x+C; 1:3:

p

14 14 arctan

p

14

7 t+C; 1:4: ln +

p 2

+ 9 +C;

1:5:

p

3 3 ln

p

3x+p3x2 2 +C; 1:6: pb b ln

p

ax+pax2 b +C; 1:7: 1 24 y

2

+ 4 3=2+C; 1:8: 1 12

y3

(y2 +4)3=2+C;

1:9: arcsen

p b

pax +C; 1:10: 5 3 1 +t

2 3=2

+C; 1:11: 1

25p4xx2 25+C; 1:12:

p

3 3 arctan

senx 3

p

(8)

1:13: 1

2arctanx+ 1 2

x

x2 +1+C; 1:14: 12arcsen (t 1) + 1 2(t 1)

p

2t t2+C; 1:15: 9 2arcsen

et

3 + 1 2e

tp9 e2t+C;

1:16: 9 2arcsen t+2 3 + t+2 2 p

5 4t t2+C; 1:17: 5 2arcsen

p

5 5 x 12x

p

5 x2+C; 1:18: ln px2+ 4x+ 5 +x+ 2 +C;

1:19: 1 4

p x2 2

x 12

x2 2 3=2

x3 +C; 1:20: 3

p

x2+ 2x+ 5 3 ln px2+ 2x+ 5 +x+ 1 +C; 1:21: p9x2 4 2 arccos 2 3x +C;

1:22: arcsen x22 +C; 1:23: ln 1 + 2e

x

+ 2p1 +ex+e2x +C; 1:24: arcsen x 3

5 +C; 1:25: 12arcsen t 2

a2 +C;

1:26: 2 arcsen x 2 2

p

4x x2+C; 1:27: arctan (x+ 1) + ln x2+ 2x+ 2 +C; 1:28: ln x2 6x+ 18 +5 3arctan

x 3 3 +C;

1:29: 3pe2t 9 3 arccos et +C; 1:30: 1

6arctan cos23 t +C; 1:31: 16arctan tan 23x +C;

1:32: 2 arcsen 2+lnp x

5

p

1 ln2x 4 lnx+C; 1:33: 3 2x 3

p

10 4 arctan

p

10

5 x+C; 1:34: 13

p

x2+ 7 x2

14 +C;

1:35: p6 6 arctan

px

6

px

x+6+C; 1:36: 1 2tan

2x 1

2arctan tan

2x +C; 1:37: 1 5x

p

x2 5 +C;

1:38: 1 3

1

q (e2x+1)3

1

p

e2x+1+C; 1:39: 1 2187

q

e2x 9

e2x

3 1 729

q

e2x e2x 9

2 729

q

e2x 9

e2x +C; 1:40: 13arcsen

p

3 3 4 x

3 +C;

1:41: arcsenx

3+C; 1:42: arcsen

p

3

3 x+C; 1:43: ln x+

p

x2 4 +C; 1:44: ln x+px2 5 +C; 1:45: 1

4arctanx4+C;

1:46: p2 2 arctan

p

2

2 x+C; 1:47:

p

3 3 ln

p x2 +3

x p

3

x +C; 1:48:

1

3ln 3x+ 1 +

p

9x2+ 6x 8 +C; 1:49: 1

x p

1 x2+C;

1:50: p1 x2+ ln 1

x p

1 x2

x +C; 1:51: ln x+ 1 + p

x2+ 2x+ 5 +C; 1:52: p x

a2 x2 arcsen

x a+C;

1:53: 1 3ln

p

9+x2

x

3

x +C; 1:54:

1 3a2 x

2 a2

x2 3=2

+C; 1:55: 1 128arccos 4 x + 1 32 p x2 16

x2 +C;

1:56: 1 243

(x+2)3

(5 4x x2)3=2+ 1 81

x+2

p

5 4x x2 +C; 1:57: 1

4arcsen (2r) +12r

p

1 4r2+C; 1:58: 1 3

p

4 t2 t2

4 +C;

1:59: 2

27arcsen 32x 72x 4 9x 2 3=2

+x3

2

p

4 9x2+C; 1:60: 2px2 4x+ 5 + 3 ln x 2 +px2 4x+ 5 +C;

1:61: 1 3

p

t2+ 4 t2

8 +C; 1:62: p1 x2+C; 1:63: 81 8 arcsen

x

3

x

8 9 x 2 3=2

+x3

8

p

9 x2+C;

1:64: 1 2ln 2e

2x+ 1 + 2pe4x+e2x+ 1 +C; 1:65: 1 9x

p

16x2 9 +C; 1:66: 1 9x

p

x2+ 9 +C;

1:67: ln x+ 2 +px2+ 4x+ 8 +C; 1:68: ln cosx+ 2 +pcos2x+ 4 cosx+ 1 +C; 1:69: 4 5x

2p35 25 arctan

p

35 7 x +C;

1:70: px2+ 6x 3 ln x+ 3 +px2+ 6x +C; 1:71: ln x+ 3 +px2+ 6x +C; 1:72: 2 senx 2p5 arctan p5

5 senx +C;

1:73: 1 4ln

px 2 p

x+2

px

x 4+C; 1:74: 1

p

1 x2+ ln

1 p1 x2

x +C; 1:75: ln x 4

3 +

p

x2 8x+ 19 +C;

1:76: 1 2ln x

2

4 +px4 8x2+ 3 +C; 1:77: 2px 4 arctanpx+C; 1:78: 1 12ln

ex+1

ex 1 16e

x

+C;

1:79: x

48

p

x2 1 8x4 26x2+ 33 5 16ln x+

p

x2 1 +C; 1:80: ln px+x+ 2 2p7 7 arctan

p

7 7 2

p

x+ 1 +C;

1:81: arcsen (2x 1) +C; 1:82: 2p11 11 arctan

p

11

11 (6x 1) +C; 1:83: 1 4ln

x2 3

x2 1 +C;

1:84: p4 9x2 1 5x

4 4 135x

2 32

1215 +C; 1:85: 1 2lnjxj

1

2lnjx+ 2j+C; 1:86: 1 2arctan

x+1 2 +C;

1:87: 1

2arctan (x+ 1) +

x+1

4x+2x2 +4+C; 1:88:

p

2 2 arcsen

4x 3

5 +C; 1:89: 18arcsen (2t 1) + 2t 1

4

p

t t2+C;

1:90: ln tanx+ptan2x 2 +C; 1:91: x+ 8 arctan (x 3) + 3 ln x2

6x+ 10 +C;

1:92: 2 ln x+ 1 +px2+ 2x+ 5 +1 2(x+ 1)

p

2x+x2+ 5 +C; 1:93: 1 2t

p

t2+ 1 +1 2ln t+

p

t2+ 1 +C;

1:94: ln t+pt2 4

p t2 4

t +C; 1:95: ln 2x+p+ 2

p

x2+px+q +C; 1:96: arccos 1

t+1 +C;

1:97: 9 2arcsen x 3 x 2 p

9 x2+C; 1:98: 1 4arctan

1

4cosx +C; 1:99: 2

p

y2+ 9 + ln y+py2+ 9 +C;

1:100: arcsen tp+1 2 +

tp+1 2

p

1 2t t2+C; 1:101: arctanax

lna +C; 1:102: y2 +8 p

y2 +4+C; 1:103: arcsen

p

10

10 (x+ 3) +C;

1:104: 3px2 4x+ 5 +C; 1:105: 6 arcsen x 1 2 12

p

4x x2(6 +x) +C; 1:106: 1

6arcsen 34y 2

+C;

1:107: arctan ( x 1) + ln x2+ 2x+ 2 +C; 1:108: ln x2 6x+ 18 +5 3arctan

x 1

3 +C; 1:109: 1 2arctant

t

2t2 +2+C;

1:110: 3 arcsenx

2 2

p

4 x2+C; 1:111: 3p2x+x2+ 5 3 ln x+ 1 +px2+ 2x+ 5 +C;

1:112: 2px2 4x+ 5 + 3 ln x 2 +px2 4x+ 5 +C; 1:113: ln 1

z

q

1 z2

z2 +C; 1:114: 271

y p

9 y2 3

+C;

1:115: 9 arcsen p5

5 (2x+ 1) 2

p

1 x2 x+C; 1:116: 9 8arcsen

2x+1

3 +14(2x+ 1)

p

2 x x2+C;

1:117: ln t 1 +pt2 2t+ 26 +C; 1:118: ln sen2

x+ senx 2 +C; 1:119: arcsen t53 +C;

1:120: p2 2 arcsen

t 1

3 +C; 1:121: 2

p

(9)

2:2: 1 3ln

x 2

x+1 +C; 2:3: ln

x

x+2 +C; 2:4: 2 lnjtj lnjt 1j+ 1

2lnj2t 1j+C; 2:5: 3 lnjt 3j+ 2 lnjt+ 3j+C;

2:6: 3 2x

2 3x+ ln

jx 1j+ 8 lnjx+ 2j+C; 2:7: ln x 1

x+1 +C; 2:8: 12x 2 2 ln

jxj+ 7 ln x2 4 +C;

2:9: lnjx+ 1j+2x2 +44x+3x+2+C; 2:10: 2 ln x x 1 +

1 2x

x2 x+C; 2:11: 6x+

1 2x

2

+ 28 lnjx 3j 30

x 3+C;

2:12: 5x 3

x2 2x 3+C; 2:13: 2 ln

t+1

t

2t+1

t2 +t+C; 2:14:

1 2ln x

2 1 + 3 2x2 2+C;

2:15: 15

2 arctan (x 2) +12ln x

2 4x+ 5 + 3x 17

2x2 8x+10+C; 2:16: 129 343ln

2x+1

x 3

307x+143 196x2 490x 294+C;

2:17: 1

x 3 arctan 3x+C; 2:18: 14ln x 2

+x+ 1 1 4ln x

2

x+ 1 +

p

3 6 arctan

p

3

3 (2x 1) +

p

3 6 arctan

p

3

3 (2x+ 1) +C;

2:19: x 2 arctanx 1

x+C; 2:20: 12ln

x2 +3 x2 +1 +

2p3 3 arctan

p

3

3 x arctanx+C; 2:21: 12ln x 2

+ 1 + 1 2x2 +2+C;

2:22: x

8x2 +32+

1 16arctan

1

2x+C; 2:23: 1 6

x x3 x4 +x2 +1+

1 4ln

x2 +x+1

x2 x+1 +

p

3 9 arctan

p

3

3 (2x 1) +

p

3 9 arctan

p

3

3 (2x+ 1) +C;

2:24: 3 ln x2 +3 x2 +2 3

p

3 arctan p3 3 x +

15 4

p

2 arctan p2 2x

3x3 +6x2 +7x+15

2(x2 +2)(x2 +3) +C; 2:25: x

1

2arctanx+ 1 4ln

x 1

x+1 +C;

2:26: 2

3lnjx 1j 13ln x

2+x+ 1 +C; 2:27: ln

jxj 1 2ln x

2+ 4 +1

2arctan 12x +C;

2:28: lnjx+ 1j+1 3

x+2

x2 +x+1 1 2ln x

2

+x+ 1 +5

p

3 9 arctan

p

3

3 (2x+ 1) +C; 2:29: 19ln

x+3

x 31x+C;

2:30: 3 lnjxj 2 lnjx 2j+C; 2:31: x+ lnjxj 1 2ln x

2+ 1 +C; 2:32: 1

12lnjx 1j 1

3lnjx+ 2j+ 1

4lnjx+ 3j+C;

2:33: 3

2lnj2x+ 1j 34ln 4x

2 2x+ 1 +3p3 2 arctan

p

3

3 (4x 1) +C; 2:34: 2 lnjtj 12ln t

2+ 1 +C;

2:35: 1 2ln x

4

x2+ 1 +C; 2:36: lnjx+ 2j+ 2

x+1+C; 2:37: 1

3lnjx 1j 1 6ln x

2

+x+ 1

p

3 3 arctan

p

3

3 (2x+ 1) +C;

2:38: lnjxj 1 2ln x

2+x+ 1 p3 3 arctan

p

3

3 (2x+ 1) +C; 2:39: 5x+ 1 2lnjxj

7

3lnjx 1j+ 161

6 lnjx 4j+C;

2:40: 4 arctan (x 2) +1 2ln x

2

4x+ 5 lnj3x+ 2j+C; 2:41: 3

8arctant+18 3t3 +5t

(t2 +1)2+C; 2:42: 2x lnjxj+32ln (x 1)3

x+1 +C;

2:43: 3 lnjx+ 4j 2 lnjx 1j+C; 2:44: arctanx lnjx 2j+ 2 lnjx+ 3j+C; 2:45: lnjxj 1 2ln 2x

2+ 1 +C;

2:46: 2 lnjx 2j+ 3 lnjx+ 2j+C; 2:47: ln tt+1+2 +t+21 +C; 2:48: 49lnjx+ 2j+3x4+6+181 lnj2x+ 1j+C;

2:49: 1

4arctan 2x+ 1 8ln

2x 1

2x+1 +C; 2:50:

x

4x2 +9+16arctan 2

3x+C; 2:51: 4 lnjx+ 1j+ 5

3lnj3x 2j+C;

2:52: ln x2+ 4 ln

jx 2j+C; 2:53: 1 3lnjx+ 1j

1 6ln x

2+x+ 1 +p3 3 arctan

p

3

3 (2x 1) +C;

2:54: lnjxj+ 2 ln x2+ 4 +C; 2:55: 11 ln

jtj+ 11 lnj2t+ 1j 11t+3

2t2 +t+C; 2:56: 4 lnjx 1j 7 lnjx+ 3j+ 5 lnjx 4j+C;

2:57: 1 4ln

ex 1

ex+1 1 2arctan (e

x) +C; 2:58: ex 3 2arctan (e

x) +1 2

ex

e2x+1+C; 2:59: ln x

2 2x 2 ln

jx+ 1j+C;

2:60: 3 2ln x

2+ 9 2 ln

j2x 1j+C; 2:61: 1 4ln

x 2

x+2 +C; 2:62: 32ln t

2 1 2 ln

jtj+C; 2:63: 1

b aln t+a t+b +C;

2:64: x

x2 +4 52x2 +41 +32arctan12x+C; 2:65: 256x+163x 3

+1 5x

5

+ 512 ln xx+44 +C; 2:66: x+45lnjx 2j 95lnjx+ 3j+C;

2:67: ln x2 4 +3 2ln x

2+ 4 +C; 2:68: 1 2ln

lnx 3

lnx 1 +C; 2:69: t+ 2 3lnjt 2j

1 3ln t

2+ 2t+ 4 2p3 3 arctan

p

3

3 (t+ 1) +C;

2:70: 1

4t+ lnjtj 167 lnj2t 1j 169 lnj2t+ 1j+C; 2:71: lnjsenxj 12ln sen 2

x+ 1 +C;

2:72: 5

2arctanx+ 1

2lnjx+ 1j+ 1 4ln x

2+ 1 +C; 2:73: 1 6lnjt 2j

1 12ln t

2+ 2t+ 4 +p3 6 arctan

p

3

3 (t+ 1) +C;

2:74: 4 ln x x+1 +

3

x+C; 2:75: 5 lnjx+ 2j+

3

x+2+C; 2:76: 2 lnjx+ 2j 2 lnjx+ 1j+ 3 lnjx+ 3j+C;

2:77: 1 3

28x+17 (3x+2)(x 1)

2

3lnj3x+ 2j 2 lnjx 1j+C; 2:78: lnjxj+ 1

x2 +1+C; 2:79: 12x 3 lnjx+ 1j+ 1

4lnj2x+ 3j+C;

2:80: 2x+1 2x

2 3

x 1 ln x

2+ 2x 3 +C; 2:81: 4 ln

jx+ 5j lnjx 2j+C;

2:82: ln x2 2x+ 3

p

3 2 arctan

p

3 3 x +7

p

2 4 arctan

p

2

2 (x 1) +C; 2:83: x+ 3 ln

x 3

x 2 +C;

2:84: 30 343ln

x 5

x+2 +

151 19x

49(x+2)(x 5)+C; 2:85: 2 lnjx 1j+ 3 lnjx 2j 1

x 1+C; 2:86: x+ 2 lnjx 1j lnjx+ 1j+C;

2:87: 1

x2 3x+2+C; 2:88: 1 2x

2 24 ln

jx 2j+88(xx2)2139+C; 2:89: 2 ln x2+ 4 2 ln

jxj+1 2arctan

1 2x+C;

2:90: 2 lnjxj+1

x+ 3 lnjx+ 2j+C; 2:91: 3 lnjx 2j lnjx+ 3j+ lnj2x 1j+C;

2:92: 5 162ln 9x

2

+ 3x+ 1 2

81lnj3x 1j+5

p

3 27 arctan

p

3

3 (6x+ 1) +C; 2:93: 2 lnjxj 43lnjx 1j 54lnjx+ 1j+12

x 4

x2 1+C;

2:94: lnjtanx+ 1j+2p3 3 arctan

p

3

3 (2 tanx 1) +C; 2:95: ln x 3 (x+1)2 +

8

x+1+C; 2:96: lnjxj 14lnj2x 1j+34lnj2x+ 1j+C;

2:97: 2 lnjx+ 2j arctan (x+ 1) +C; 2:98: lnjx+ 3j 1

2lnj2x+ 1j+C; 2:99: arctan (x+ 1) +

x x2 +2x+2

1

2x2 +4x+4+C;

2:100: 1

52lnjx 3j 1

20lnjx 1j+ 7

130arctan (x+ 2) + 1 65ln x

2+ 4x+ 5 +C; 2:101: 2 ln

j2x 1j lnjx+ 5j+C;

2:102: 3x+1

x2 lnjxj+ lnj2x+ 5j+C; 2:103: 2 lnjxj+ lnjx 4j+x14+C; 2:104: 1

x+ 3 lnjx 1j+C;

2:105: 1

3x3 + lnj2x 1j+C; 2:106: 2 lnjxj x+31 +C; 2:107: 2 lnjtj lnjt+ 1j+ lnjt 2j+C;

2:108: arctanx+ lnjx 1j+C; 2:109: 2 lnjxj 3 lnjx 3j 4 lnjx+ 3j+C; 2:110: 1 2ln x

2

(10)

2:111: 4

3lnjx 1j 3 2lnjxj+

7

6lnjx+ 2j+C; 2:112: 1 5arctanx

2

5lnjx+ 2j+ 1 5ln x

2+ 1 +C;

2:113: 2 lnjxj 1

2arctanx ln x 2

+ 1 x

2x2 +2+C;

Bibliografía

1.

Purcell, E. - Varberg, D

: “Cálculo con Geometría Analítica". Novena Edición. Prentice Hall.

2.

Stewart, J.

: “Cálculo". Grupo Editorial Iberoamericano.

Cálculo Diferencial e Integral - Integración u-sustitución.

Prof. Farith Briceño

Referencias

Documento similar