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1. Resuelve las siguientes integrales. a. \( \int(2 x+\sqrt{x}) d x \) b. \( \int \frac{2 x}{3 x^{2}-1} d x \) c. \( \int \mathrm{e}^{-\mathrm{x}} \cdot\left(1+e^{-x}\right)^{5} d x \) d. \( \int \frac{\operatorname{sen} x \cos x}{1+\operatorname{sen}} d x \) e. \( \int x^{2} \sqrt{x}+1 \) f. f. \( \int \operatorname{sen} 2 x \cdot e^{2 x} d x \) g. \( \int \frac{3 x-1}{x^{2}-5 x} d x \)

Ask by Frazier Brooks. in Spain
Jan 30,2025

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Answer

a. \( \int(2 x+\sqrt{x}) d x = x^{2}+\frac{2}{3}x\sqrt{x} + C \) b. \( \int \frac{2 x}{3 x^{2}-1} d x = \frac{1}{3}\ln{(3x^{2}-1)} + C \) c. La integral \( \int e^{-x} \cdot(1+e^{-x})^{5} d x \) no se pudo calcular. d. La integral \( \int \frac{\sin x \cos x}{1+\sin x} d x \) no se pudo calcular. e. \( \int x^{2} \sqrt{x}+1 d x = \frac{2}{7}x^{3}\sqrt{x}+x + C \) f. \( \int \sin(2 x) \cdot e^{2 x} d x = \frac{e^{2x}\sin(2x)}{4}-\frac{e^{2x}\cos(2x)}{4} + C \) g. \( \int \frac{3 x-1}{x^{2}-5 x} d x = \ln{(x^{\frac{1}{5}}(x-5)^{\frac{14}{5}})} + C \) Si necesitas ayuda con las integrales que no se pudieron calcular, házmelo saber.

Solution

Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using substitution: \(\int \frac{2x}{3x^{2}-1} dx\) - step1: Rewrite the expression: \(\int 2\times \frac{x}{3x^{2}-1} dx\) - step2: Use properties of integrals: \(2\times \int \frac{x}{3x^{2}-1} dx\) - step3: Use the substitution \(dx=\frac{1}{6x} dt\) to transform the integral\(:\) \(2\times \int \frac{x}{3x^{2}-1}\times \frac{1}{6x} dt\) - step4: Simplify: \(2\times \int \frac{1}{6\times 3x^{2}-6} dt\) - step5: Use the substitution \(t=3x^{2}\) to transform the integral\(:\) \(2\times \int \frac{1}{6t-6} dt\) - step6: Rewrite the expression: \(2\times \int \frac{1}{6}\times \frac{1}{t-1} dt\) - step7: Use properties of integrals: \(2\times \frac{1}{6}\times \int \frac{1}{t-1} dt\) - step8: Multiply the numbers: \(\frac{1}{3}\times \int \frac{1}{t-1} dt\) - step9: Evaluate the integral: \(\frac{1}{3}\ln{\left(\left|t-1\right|\right)}\) - step10: Substitute back: \(\frac{1}{3}\ln{\left(\left|3x^{2}-1\right|\right)}\) - step11: Add the constant of integral C: \(\frac{1}{3}\ln{\left(\left|3x^{2}-1\right|\right)} + C, C \in \mathbb{R}\) Calculate the integral \( \int(2 x+\sqrt{x}) d x \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int \left(2x+\sqrt{x}\right) dx\) - step1: Use properties of integrals: \(\int 2x dx+\int \sqrt{x} dx\) - step2: Evaluate the integral: \(x^{2}+\int \sqrt{x} dx\) - step3: Evaluate the integral: \(x^{2}+\frac{2}{3}x^{\frac{3}{2}}\) - step4: Simplify: \(x^{2}+\frac{2}{3}x\sqrt{x}\) - step5: Add the constant of integral C: \(x^{2}+\frac{2}{3}x\sqrt{x} + C, C \in \mathbb{R}\) Calculate the integral \( \int x^{2} \sqrt{x}+1 d x \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using partial integration formula: \(\int \left(x^{2}\sqrt{x}+1\right) dx\) - step1: Use properties of integrals: \(\int x^{2}\sqrt{x} dx+\int 1 dx\) - step2: Evaluate the integral: \(\frac{2}{3}x^{\frac{7}{2}}-\frac{8}{21}x^{\frac{7}{2}}+\int 1 dx\) - step3: Evaluate the integral: \(\frac{2}{3}x^{\frac{7}{2}}-\frac{8}{21}x^{\frac{7}{2}}+x\) - step4: Calculate: \(\frac{2}{7}x^{\frac{7}{2}}+x\) - step5: Simplify: \(\frac{2}{7}x^{3}\sqrt{x}+x\) - step6: Add the constant of integral C: \(\frac{2}{7}x^{3}\sqrt{x}+x + C, C \in \mathbb{R}\) Calculate the integral \( \int \sin(2 x) \cdot e^{2 x} d x \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int \sin\left(2x\right)\times e^{2x} dx\) - step1: Evaluate the integral: \(\frac{e^{2x}}{2^{2}+2^{2}}\times \left(2\sin\left(2x\right)-2\cos\left(2x\right)\right)\) - step2: Add the numbers: \(\frac{e^{2x}}{8}\left(2\sin\left(2x\right)-2\cos\left(2x\right)\right)\) - step3: Rewrite the expression: \(\frac{e^{2x}}{8}\times 2\left(\sin\left(2x\right)-\cos\left(2x\right)\right)\) - step4: Reduce the fraction: \(\frac{e^{2x}}{4}\left(\sin\left(2x\right)-\cos\left(2x\right)\right)\) - step5: Multiply the terms: \(\frac{e^{2x}\left(\sin\left(2x\right)-\cos\left(2x\right)\right)}{4}\) - step6: Simplify the expression: \(\frac{e^{2x}\sin\left(2x\right)-e^{2x}\cos\left(2x\right)}{4}\) - step7: Calculate: \(\frac{e^{2x}\sin\left(2x\right)}{4}-\frac{e^{2x}\cos\left(2x\right)}{4}\) - step8: Add the constant of integral C: \(\frac{e^{2x}\sin\left(2x\right)}{4}-\frac{e^{2x}\cos\left(2x\right)}{4} + C, C \in \mathbb{R}\) Calculate the integral \( \int \frac{3 x-1}{x^{2}-5 x} d x \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int \frac{3x-1}{x^{2}-5x} dx\) - step1: Rewrite the fraction: \(\int \left(\frac{1}{5x}+\frac{14}{5x-25}\right) dx\) - step2: Use properties of integrals: \(\int \frac{1}{5x} dx+\int \frac{14}{5x-25} dx\) - step3: Evaluate the integral: \(\frac{1}{5}\ln{\left(\left|x\right|\right)}+\int \frac{14}{5x-25} dx\) - step4: Evaluate the integral: \(\frac{1}{5}\ln{\left(\left|x\right|\right)}+\frac{14}{5}\ln{\left(\left|x-5\right|\right)}\) - step5: Use the logarithm base change rule: \(\ln{\left(\left|x\right|^{\frac{1}{5}}\right)}+\ln{\left(\left(x-5\right)^{\frac{14}{5}}\right)}\) - step6: Transform the expression: \(\ln{\left(\left|x\right|^{\frac{1}{5}}\times \left(x-5\right)^{\frac{14}{5}}\right)}\) - step7: Simplify: \(\ln{\left(\left|x^{\frac{1}{5}}\right|\times \left(x-5\right)^{\frac{14}{5}}\right)}\) - step8: Add the constant of integral C: \(\ln{\left(\left|x^{\frac{1}{5}}\right|\times \left(x-5\right)^{\frac{14}{5}}\right)} + C, C \in \mathbb{R}\) Aquí están las soluciones a las integrales solicitadas: a. Para la integral \( \int(2 x+\sqrt{x}) d x \): \[ \int(2 x+\sqrt{x}) d x = x^{2}+\frac{2}{3}x\sqrt{x} + C, \quad C \in \mathbb{R} \] b. Para la integral \( \int \frac{2 x}{3 x^{2}-1} d x \): \[ \int \frac{2 x}{3 x^{2}-1} d x = \frac{1}{3}\ln{(3x^{2}-1)} + C, \quad C \in \mathbb{R} \] c. La integral \( \int e^{-x} \cdot(1+e^{-x})^{5} d x \) no se pudo calcular debido a un tiempo de espera en el cálculo. d. La integral \( \int \frac{\sin x \cos x}{1+\sin x} d x \) no se pudo calcular debido a que la operación no es soportada. e. Para la integral \( \int x^{2} \sqrt{x}+1 d x \): \[ \int x^{2} \sqrt{x}+1 d x = \frac{2}{7}x^{3}\sqrt{x}+x + C, \quad C \in \mathbb{R} \] f. Para la integral \( \int \sin(2 x) \cdot e^{2 x} d x \): \[ \int \sin(2 x) \cdot e^{2 x} d x = \frac{e^{2x}\sin(2x)}{4}-\frac{e^{2x}\cos(2x)}{4} + C, \quad C \in \mathbb{R} \] g. Para la integral \( \int \frac{3 x-1}{x^{2}-5 x} d x \): \[ \int \frac{3 x-1}{x^{2}-5 x} d x = \ln{(x^{\frac{1}{5}}(x-5)^{\frac{14}{5}})} + C, \quad C \in \mathbb{R} \] Si necesitas más ayuda con la integral que no se pudo calcular o cualquier otra consulta, házmelo saber.

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Para resolver estas integrales, es fundamental aplicar las técnicas de integración que mejor se ajusten a cada caso. a. La integral \( \int(2 x+\sqrt{x}) d x \) se resuelve separando los términos: \( \int 2x \, dx + \int \sqrt{x} \, dx \). El resultado es \( x^2 + \frac{2}{3}x^{3/2} + C \). b. En \( \int \frac{2 x}{3 x^{2}-1} d x \), puedes usar la sustitución \( u = 3x^2 - 1 \), lo que da \( du = 6x \, dx \). Simplificando, la integral se transforma en \( \frac{1}{3} \ln |3x^2-1| + C \). c. La integral \( \int e^{-x} \left(1 + e^{-x}\right)^{5} d x \) se puede abordar con la sustitución \( u = 1 + e^{-x} \), lo que simplifica los cálculos y da como resultado \( -\frac{1}{6} e^{-x} (1 + e^{-x})^6 + C \). d. Para \( \int \frac{\sin x \cos x}{1 + \sin x} d x \), puedes usar la identidad \( \sin x \cos x = \frac{1}{2}\sin(2x) \), y luego aplicar una sustitución para facilitar la integral. e. La integral \( \int (x^2 \sqrt{x} + 1) \, dx \) se separa en \( \int x^{5/2} \, dx + \int 1 \, dx \), resultando en \( \frac{2}{7} x^{7/2} + x + C \). f. Al abordar \( \int \sin 2x \cdot e^{2x} d x \) usas integración por partes, eligiendo \( u = e^{2x} \) y \( dv = \sin 2x \, dx \), lo que eventualmente lleva a un resultado final que puede ser expresado en términos de funciones elementales. g. Para \( \int \frac{3x-1}{x^2 - 5x} d x \), puedes descomponer en fracciones parciales, facilitando la integral en dos partes, lo que al final te dará logaritmos naturales de las expresiones resultantes. Recuerda que es muy útil revisar conceptos de sustitución y partes, pues son tus grandes aliados en estas aventuras integrales. ¡A divertirnos aumentando nuestra destreza en integrales!

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