Clase 12 Soluciones RD Sharma – Capítulo 19 Integrales indefinidas – Ejercicio 19.9 | conjunto 3

Pregunta 49. ∫5^{x + tan^{-1}x}(\frac{x^2 + 2}{x^2 + 1})dx

Solución:

Dado que I =  ∫5^{x + tan^{-1}x}(\frac{x^2 + 2}{x^2 + 1})dx  ……..(i)

x + tan -1 ⁡x = t entonces,

d(x + bronceado -1 ⁡x) = dt

(1 + 1/(1 + x 2 ))dx = dt

((1 + x 2 + 1)/(1 + x 2 ))dx = dt

((x 2 + 2))/((x 2 + 1)) dx = dt

Ahora, al poner x + tan -1 ⁡x = t y ((x 2 + 2)/(x 2 + 1))dx = dt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫5 t dt

= 5 t /(log⁡5) + c

5^{x + tan^{-1}x}/(log⁡5) + c

Por lo tanto, yo =  5^{x + tan^{-1}x}/(log⁡5) + c

Pregunta 50. ∫\frac{e^{msin^{-1}x}}{\sqrt{1-x^2}} dx

Solución:

Dado que I =  ∫\frac{e^{msin^{-1}x}}{\sqrt{1-x^2}} dx  ……(i)

msin -1 ⁡x = t entonces, 

d(msen -1 x) = dt

m 1/√(1 – x 2 ) dx = dt

dx/√(1 – x 2 ) = dt/m

Ahora, al poner msin -1 ⁡x = t y dx/√(1 – x 2 ) = dt/m en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫e t dt/m

= 1/yo t +c

\frac{1}{m}e^{msin^{-1}x}+c

Por lo tanto, yo = \frac{1}{m}e^{msin^{-1}x}+c

Pregunta 51. ∫(cos⁡√x)/√x dx

Solución:

Dado que I = ∫(cos⁡√x)/√x dx

√x = t entonces, 

1/(2√x) dx = dt

Ahora,

= ∫ (cos⁡√x)/√x dx

= 2∫ cos⁡tdt2

= 2sen⁡t + c 

Por lo tanto, yo = 2sin⁡√x + c

Pregunta 52. ∫sen(tan -1 x)/(1 + x 2 ) dx

Solución:

Dado que I = ∫sin(tan -1 x)/(1 + x 2 ) dx ……(i)

tan -1 = t entonces,

 d(tan -1 ⁡x) = dt

1/(1 + x 2 ) dx = dt

Ahora, al poner tan -1 x = t y dx/(1 + x 2 ) = dt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫ sen⁡tdt

= -cos⁡t + c

= -cos⁡(tan -1 x) + c

Por lo tanto, yo = -cos⁡(tan -1 ⁡x) + c

Pregunta 53. ∫(sen⁡(log⁡x))/x dx

Solución:

Dado que I = ∫(sin⁡(log⁡x))/x dx ……..(i)

log⁡x = t entonces,

d(log⁡x) = dt

1/x dx = dt

Ahora, al poner log⁡x = t y 1/x dx = dt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫sen⁡tdt

= -cos⁡t + c

= -cos⁡(log⁡x) + c

Por lo tanto, yo = -cos⁡(log⁡x) + c

Pregunta 54. ∫\frac{e^{mtan^{-1}x}}{(1+x^2)}dx

Solución:

Dado que yo = ∫\frac{e^{mtan^{-1}x}}{(1+x^2)}dx

Consideremos tan -1 ⁡x = t, entonces

Al derivar la función anterior tenemos, 

1/(1 + x 2 ) dx = dt

∫\frac{e^{mtan^{-1}x}}{(1+x^2 )} dx  = ∫e mt × dt

= ∫\frac{e^{mtan^{-1}x}}{(1+x^2 )} dx = e mt /m

Al sustituir el valor de t, tenemos 

yo =  \frac{e^{mtan^{-1}x}}{(m)} + c

Pregunta 55. ∫x/(√(x 2 + a 2 ) + √(x 2 – a 2 )) dx

Solución:

Dado que I = ∫x/(√(x 2 + a 2 ) + √(x 2 – a 2 )) dx

= ∫ x/(√(x 2 + a²) + √(x 2 – a 2 )) × (√(x 2 + a 2 ) – √(x 2 – a 2 ))/(√(x 2 + a 2 ) – √(x 2 – a 2 )) dx

= ∫ x(√(x 2 + un 2 ) – √(x 2 – un 2 ))/(x 2 + un 2 – x 2 + un 2 ) dx

= ∫ x/(2a 2 ) (√(x 2 + a 2 ) – √(x 2 – a 2 ))dx

yo = 1/(2a 2 ) ∫x(√(x 2 + a 2 ) – √(x 2 – a 2 ))dx ……(i)

Consideremos x 2 = t entonces, 

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(x2 ) = dt

2xdx = dt

xdx = dt/2

Ahora, al poner x 2 = t y xdx = dt/2 en la ecuación (i), obtenemos

yo = 1/(2a 2 ) ∫(√(t + a 2 ) – √(t – a 2 )) dx/2

Por lo tanto, I = 1/(4a 2 ) [2/3 (t + a 2 ) 3/2 – 2/3 (t – a 2 ) 3/2 ] + c

Pregunta 56. ∫x(tan -1 ⁡x 2 )/(1 + x 4 ) dx

Solución:

Dado que I = ∫x(tan -1 ⁡x 2 )/(1 + x 4 ) dx ……..(i)

Consideremos tan -1 x 2 = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(tan -1 x 2 ) = dt

(1 × 2x)/(1 + (x 2 ) 2 ) dx = dt

(1 × x)/(1 + x 4 ) dx = dt/2

Ahora, al poner tan -1 ⁡x 2 = t y x/(1 + x 4 ) dx = dt/2 en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫ t dx/2

= 1/2 ∫tdt

= 1/2 × t 2 /2 + c

= t 2 /4 + c – 1

= (tan -1 x 2 ) 2 /4 + c

Por lo tanto, yo = 1/4 (tan -1 ⁡x 2 ) 2 + c

Pregunta 57. ∫(sen -1 x) 3 /√(1 – x 2 ) dx

Solución:

Dado que I = ∫(sen -1 x) 3 /√(1 – x 2 ) dx ……(i)

Consideremos sen -1 x = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(sen -1 ⁡x) = dt

1/√(1 – x 2 ) dx = dt

Ahora, al poner sen -1 ⁡x = t y 1/√(1 – x 2 ) dx = dt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫t 3 dt

= t 4 /4 + c

Por tanto, I = 1/4 (sen -1 x) 4 + c

Pregunta 58.∫(sen⁡(2 + 3log⁡x))/x dx

Solución:

Dado que I = ∫(sin⁡(2 + 3log⁡x))/x dx ……..(i)

Consideremos 2 + 3log⁡x = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(2 + 3log⁡x) = dt

3 1/x dx = dt

dx/x = dt/3

Ahora al poner 2 + 3log⁡x = t y dx/x = dt/3 en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫sen⁡t dt/3

= 1/3(-cos⁡t) + ct 

= -1/3 cos⁡(2 + 3log⁡x) + c

Por lo tanto, yo = -1/3 cos⁡(2 + 3log⁡x) + c

Pregunta 59. ∫xe^{x^{2}} dx

Solución:

Dado que I =  ∫xe^{x^{2}} dx   ……(i)

Consideremos x 2 = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(x2 ) = dt

2xdx = dt

 xdx = dt/2

Ahora, al poner x 2 = t y xdx = dt/2 en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫e t dt/2

= 1/2 e t +c

= 1/2  e^{x^{2}} + do

Por lo tanto, yo = 1/2  e^{x^{2}} + c

Pregunta 60. ∫e 2x /(1 + e x ) dx

Solución:

Dado que I = ∫e 2x /(1 + e x ) dx …….(i)

Consideremos 1 + e x = t entonces, 

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(1 + e x ) = dt

e x dx = dt

dx = dt/ ex

Ahora, al poner 1 + e x = t y dx = dt/e x en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫e 2x /t × dt/e x 

= ∫e x /t dt

= ∫ (t – 1)/t dt

= ∫ (t/t – 1/t)dt

= t – log⁡|t| +c

= (1 + e x ) – log⁡|1 + e x | +c

Por lo tanto, yo = 1 + e x – log⁡|1 + e x | +c

Pregunta 61. ∫(seg 2 ⁡√x)/√x dx

Solución:

Dado que I = ∫(seg 2 √x)/√x dx ……(i)

Consideremos √x = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(√x) = dt

1/(2√x) dx = dt

dx = 2√x dt

dx = 2tdt [√x = t])

Ahora, al poner √x = t y dx = 2tdt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫ (seg 2 t)/t × 2tdt

= 2∫ seg 2 ⁡tdt

= 2tan⁡t + c

= 2tan⁡√x + c

Por lo tanto, yo = 2tan⁡√x + c

Pregunta 62. ∫tan 3 2x seg⁡2x dx

Solución:

Dado que I = ∫tan 3 2x sec⁡2x dx

= tan 2 2x tan⁡2x seg⁡2x

= (seg 2 2x – 1)tan⁡2x seg⁡2x

= seg 2 2x.tan⁡2xsec⁡2x – tan⁡2xsec⁡2x

= ∫ seg 2 ⁡2xtan⁡2xsec⁡2xdx – ∫tan⁡2xsec⁡2xdx

= ∫ seg 2 2xtan⁡2xsec⁡2xdx – (sec⁡2x)/2 + c

Consideremos sec⁡2x = t

2sec⁡2xtan⁡2xdx = dt

yo = 1/2 ∫t 2 dt – (seg⁡2x)/2 + c

yo = t 3 /6 – (seg⁡2x)/2 + c

Por lo tanto, I = (seg⁡2x) 3 /6 – (seg⁡2x)/2 + c

Pregunta 63. ∫(x + √(x + 1))/(x + 2) dx

Solución:

Dado que I = ∫(x+√(x+1))/(x+2) dx …….(i)

Consideremos x + 1 = t 2 entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(x + 1) = d(t 2 )

dx = 2tdt

Ahora, al poner x + 1 = t 2 y dx = 2tdt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫ (x + √(t 2 ))/(x + 2) 2tdt

= 2∫((t 2 – 1) + t)/((t 2 – 1) + 2) × tdt [x + 1 = t 2 ]

= 2∫(t 2 + t – 1)/(t 2 + 1) tdt

= 2∫ (t 3 + t 2 – t)/(t 2 + 1) dt

= 2[∫ t 3 /(t 2 + 1) dt + ∫ t 2 /(t 2 + 1) dt – ∫ t/(t 2 + 1) dt]

I = 2[∫t 3 /(t 2 + 1) dt + ∫t 2 /(t 2 + 1) dt – ∫t/(t 2 + 1) dt] ……(ii)

Sea I 1 = ∫t 3 /(t 2 + 1) dt

yo 2 = ∫t 2 /(t 2 + 1) dt

y yo 3 = ∫t/(t 2 + 1) dt

Ahora, yo 1 = ∫t 3 /(t 2 + 1) dt

= ∫(t – t/(t 2 + 1))dt

= t 2 /2 – 1/2 log⁡(t 2 + 1)      

I 1 = t 2 /2 – 1/2 log⁡(t 2 + 1) + c 1     ……..(iii)

Ya que, yo 2 = ∫t 2 /(t 2 + 1) dt

 = ∫ (t 2 + 1 – 1)/(t 2 + 1) dt

 = ∫(t 2 + 1)/(t 2 + 1) dt – ∫1/(t 2 + 1) dt

 = ∫dt – ∫1/(t 2 + 1) dt

yo 2 = t – tan -1 ⁡(t 2 ) + c 2 ………….(iv)

y, 

yo 3 = ∫t/(t 2 + 1) dt

= 1/2 log⁡(1 + t 2 ) + c 3   ……..(v)

Usando las ecuaciones (ii), (iii), (iv) y (v), obtenemos

yo = 2[t 2 /2 – 1/2 log⁡(t 2 + 1) + c 1 + t-tan -1 ⁡(t 2 ) + c 2 – 1/2 log⁡(1 + t 2 ) + do3 ] _

= 2[t 2 /2 + t-tan -1 ⁡(t 2 ) – log⁡(1 + t 2 ) + c 1 + c 2 + c 3 ]

= 2[t 2 /2 + t – tan -1 ⁡(t 2 ) – log⁡(1 + t 2 ) + c 4  [Poner c 1 + c 2 + c 3 = c 4 ]

= t 2 + 2t – 2tan -1 (t 2 ) – 2log⁡(1 + t 2 ) + 2c 4

= (x + 1) + 2√(x + 1) – 2tan -1 (√(x + 1)) – 2log⁡(1 + x + 1) + 2c 4

= (x + 1) + 2√(x + 1) – 2tan -1 ⁡(√(x + 1)) – 2log⁡(x + 2) + c [Poner 2c 4 = c]

Por lo tanto, yo = (x + 1) + 2√(x + 1) – 2tan -1 ⁡(√(x + 1)) – 2log⁡(x + 2) + c

Pregunta 64. ∫5^{5^{5^{x}}} 5^{5^x} 5^x dx

Solución:

Dado que I =  ∫5^{5^{5^{x}}} 5^{5^x} 5^x dx  …….(1)

Consideremos  5^{5^{5^{x}}} = t entonces 

Al derivar la función anterior tenemos, 

 d( 5^{5^{5^{x}}}) = dt

5^{5^{5^{x}}} ×  5^{5^x} × 5 x × (log⁡5) 3 dx = dt

5^{5^{5^{x}}} 5^{5^x} 5^x dx = dt/((log⁡5)^3 ))

Ahora, al poner  5^{5^{5^{x}}} = t y  5^{5^{5^{x}}} 5^{5^x} 5^x dx = dt/((log⁡5)^3 )) en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫dt/((log⁡5) 3 )

= 1/((log⁡5) 3 ) ∫dt

= t/((log⁡5)^3) + c

Por lo tanto, yo =  5^{5^{5^{x}}}/((log⁡5) 3 ) + c)

Pregunta 65. ∫1/(x√(x 4 – 1)) dx

Solución:

Dado que I = ∫1/(x√(x 4 – 1)) dx ……….(i)

Consideremos x 2 = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(x2 ) = dt

2xdx = dt

dx = dt/2x

Ahora, al poner x 2 = t y dx = dt/2x en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫ 1/(x√(t 2 – 1)) × dt/2x

= 1/2 ∫ 1/(x 2 √(t 2 – 1)) dt

= 1/2 ∫ 1/(t√(t 2 – 1)) dt

= 1/2 seg -1 t + c

= 1/2 seg -1 x 2 + c

Por lo tanto, I = 1/2 seg -1 x 2 + c

Pregunta 66. ∫√(e x – 1) dx

Solución:

Dado que I = ∫√(ex 1) dx ……..(i)

Consideremos e x – 1 = t 2 entonces, 

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(ex 1) = dt(t 2 )

e x dx = 2tdt

dx = 2t/e x dt

dx = 2t/(t 2 + 1) dt [e x – 1 = t 2

Ahora, al poner e x – 1 = t² y dx = 2tdt/(t 2 + 1) en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫√(t 2 ) × 2tdt/(t 2 + 1)

= 2∫(t × t)/(t 2 + 1) dt

= 2∫t 2 /(t 2 + 1) dt

= 2∫(t 2 + 1 – 1)/(t 2 + 1) dt

= 2∫[(t 2 + 1)/(t 2 + 1) – 1/(t 2 + 1)]dt

= 2∫dt – 2∫1/(t 2 + 1) dt

= 2t – 2tan -1 ⁡(t) + c

= 2√(e x – 1) – 2tan -1 (√(e x – 1)) + c

Por lo tanto, yo = 2√(ex 1) – 2tan -1 ⁡√(ex 1) + c

Pregunta 67. ∫ 1/(x + 1)(x 2 + 2x + 2) dx

Solución:

Dado que I = ∫1/(x + 1)(x 2 + 2x + 2) dx

= ∫1/(x + 1)((x + 1) 2 + 1) dx

Consideremos x + 1 = tan u entonces, [tanu = Perpendicular/Base = (x + 1)/1]

Al derivar la función anterior tenemos, 

dx = sec 2 u du [Hipotenusas = √(x 2 + 2x + 2)]

I = ∫sec 2 u/tanu(tan 2 u + 1) du

= ∫ cosu/sinu du

= registro| seno |+c

= registro| sen(x + 1)| + c [Como sabemos, sin(x + 1) = P/H = (x + 1)/√(x 2 + 2x + 2)]

Por lo tanto, I = log| x + 1/√(x2 + 2x + 2)| +c

Pregunta 68. ∫x 5 /√(1 + x 3 ) dx

Solución:

Dado que I = ∫ x 5 /(√(1 + x 3 )) dx …….(i)

Consideremos 1 + x 3 = t 2 , entonces

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(1 + x 3 ) = d(t 2 )

3x 2 dx = 2t * dt

dx = 2t dt/3x 2

Ahora, al poner 1 + x 3 = t 2 y dx = 2tdt/3x 2 en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫ x 5 /√t 2 * 2t/3x 2 dt

= ∫x 5 /t * 2t/3x 2 dt

= 2/3∫x 3 dt

= 2/3 ∫( t 2 – 1) dt

= 2/3[t 3 /3 – 2t/3] + c

Por lo tanto, yo = 2/9(1 + x 3 ) 3/2 – 2 √(1 + x 2 )/3 + c

Pregunta 69. ∫4x 3 √(5 – x 2 ) dx

Solución:

Dado que I = ∫4x 3 √(5 – x 2 ) dx ……(i)

Consideremos 5 – x 2 = t 2 entonces, 

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(5 – x 2 ) = t 2

-2xdx = 2tdt

dx = (-t)/x dt

Ahora, al poner 5 – x 2 = t 2 y dx = (-t)/x dt en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫4x 3 √(t 2 ) × (-t)/x dt

= -4∫ x 2 t × tdt

= -4∫(5 – t 2 ) t 2 dt [5 – x 2 = t 2 ]

= -4∫(5t 2 – t 5 )dt

= -20×t 3 /3 + 4 t 5 /5 + c

= (-20)/3 × t 3 + 4/5 × t 5 + c

= (-20)/3 × (5 – x 2 ) 3/2 + 4/5 × (5 – x 2 ) 5/2 + c

yo = (-20)/3 × (5 -x 2 ) 3/2 + 4/5 × (5 – x 2 ) 5/2 + c

Pregunta 70. ∫1/(√x + x) dx

Solución:

Dado que I = ∫1/(√x + x) dx ……..(i)

Consideremos √x = t entonces,

Al derivar la función anterior tenemos, 

 d(√x) = dt

1/(2√x) dx = dt

dx = 2√x dt

Ahora al poner √x = t y 2√x dt = dx en la ecuación (i), obtenemos

I = ∫1/(t + t 2 ) 2t × dt [Ya que √x = t y x = t 2 ]

= ∫2t/(t(1 + t)) dt

= 2∫t/(1 + t) dt

= 2log⁡|1 + t| +c

= 2log⁡|1 + √x| +c

Por lo tanto, yo = 2log⁡|1 + √x|+c

Pregunta 71. ∫1/(x 2 (x 4 + 1) 3/4 ) dx

Solución:

Dado que I = 1/(x 2 (x 4 +1) 3/4 )

Multiplicando y dividiendo por x -3 , obtenemos

(x -3 /(x 2 x -3 (x 4 + 1) 3/4 ) = (x -3 (x 4 + 1) -3/4 /(x 2 x -3 ))

= (x 4 + 1) -3/4 /(x 5 (x 4 ) -3/4

= 1/x 5 ((x 4 + 1)/x 4 ) -3/4

= 1/x 5 (1 + 1/x 4 ) -3/4

Consideremos 1/x 4 = t

-4/x 5 dx = dt

1/x 5 dx = -dt/4

yo = ∫ 1/x 5 (1 + 1/x 4 ) -3/4 dx

= -1/4 ∫(1 + t) -3/4 dt

= -1/4 [(1 + t) 1/4 )/(1/4)] + c

= -1/4(1 + 1/x 4 ) 1/4 /(1/4) + c

Por tanto, yo = -(1 + 1/x 4 ) 1/4 + c

Pregunta 72. ∫(sen⁡ 5 x)/(cos 4 x) dx

Solución :

Dado que I = ∫(sen⁡ 5 x)/(cos 4 ⁡x) dx ……(i)

Consideremos cos⁡x = t entonces, 

Al derivar la función anterior tenemos, 

d(cos⁡x) = dt

-sin⁡xdx = dt

 dx = -dt/(sen⁡x)

Ahora, al poner cos⁡x = t y dx = -dt/(sin⁡x) en la ecuación (i), obtenemos

yo = ∫(sen 5 ⁡x)/t 4 × -dt/(sen⁡x)

= -∫(sen 4 ⁡x)/t 4 dt

= -∫(1 – cos 2 x) 2 /t 4 dt

= -∫(1 – t 2 ) 2 /t 4 dt

= -∫(1 + t 4 – 2t 2 )/t 4 dt

= -∫(1/t 4 + t 4 /t 4 – (2t 2 )/t 4 )dt

= -∫(t -4 + 1 – 2t -2 )dt

= -[t -3 /(-3) + t – 2 t -1 /(-1)] + c

= 1/3 * 1/t 3 – t – 1/t + c

Por tanto, I = 1/3 * 1/cos 3 x – cosx -2/cosx + c

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por anandchaturvedirishra y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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