Pregunta
upstudy study bank question image url

The integral in this exercise converges. Evaluate the integral without using a table. \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x \) \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x=\square \) (Type an exact answer.)

Ask by Sandoval Hammond. in the United States
Jan 24,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The integral \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x \) equals \( 5\ln{(11)} \).

Solución

Calculate the integral \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} dx\) - step1: Rewrite the improper integral: \(\lim _{a\rightarrow -\infty}\left(\int_{a}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} dx\right)\) - step2: Evaluate the integral: \(\lim _{a\rightarrow -\infty}\left(5\ln{\left(\frac{11\left|a+5\right|}{\left|a-5\right|}\right)}\right)\) - step3: Rewrite the expression: \(5\times \lim _{a\rightarrow -\infty}\left(\ln{\left(\frac{11\left|a+5\right|}{\left|a-5\right|}\right)}\right)\) - step4: Calculate: \(5\ln{\left(11\right)}\) The integral \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x \) evaluates to \( 5\ln{(11)} \).

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Beyond the Answer

To evaluate the integral \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x \), we can start by simplifying the integrand: The integrand can be rewritten using partial fraction decomposition: \[ \frac{50}{x^{2}-25} = \frac{50}{(x-5)(x+5)}. \] Now, we can set it up for partial fraction decomposition: \[ \frac{50}{(x-5)(x+5)} = \frac{A}{x-5} + \frac{B}{x+5}. \] Multiplying through by \( (x-5)(x+5) \) gives: \[ 50 = A(x+5) + B(x-5). \] Expanding this, we have: \[ 50 = Ax + 5A + Bx - 5B = (A + B)x + (5A - 5B). \] Setting coefficients equal, we have: 1. \( A + B = 0 \) (1) 2. \( 5A - 5B = 50 \) (2) From equation (1), we find \( B = -A \). Substituting this into equation (2) gives: \[ 5A - 5(-A) = 50 \implies 10A = 50 \implies A = 5 \quad \text{and} \quad B = -5. \] Thus, we can rewrite the integrand: \[ \frac{50}{(x-5)(x+5)} = \frac{5}{x-5} - \frac{5}{x+5}. \] Now we can integrate: \[ \int \left( \frac{5}{x-5} - \frac{5}{x+5} \right) dx = 5 \ln |x-5| - 5 \ln |x+5| + C = 5 \ln \left| \frac{x-5}{x+5} \right| + C. \] Now we compute the improper integral: \[ \int_{-\infty}^{-6} \left( \frac{5}{x-5} - \frac{5}{x+5} \right) dx. \] As \( x \to -\infty \): 1. \( 5 \ln |x-5| \to 5 \ln (-x) \) 2. \( 5 \ln |x+5| \to 5 \ln (-x) \) So as \( x \to -\infty \), the difference approaches \( 5 \ln \left| \frac{-x-5}{-x+5} \right| \). Calculating as \( x \) approaches -6: \[ \lim_{x \to -6} \left( 5 \ln \left| \frac{x-5}{x+5} \right| \right) = 5 \ln \left| \frac{-6-5}{-6+5} \right| = 5 \ln \left| \frac{-11}{-1} \right| = 5 \ln 11. \] Thus, the value of the integral is: \[ \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x = 5 \ln 11. \] So we find \( \int_{-\infty}^{-6} \frac{50}{x^{2}-25} d x = 5 \ln 11 \).

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad