• Asignatura: Matemáticas
  • Autor: joselinquirozgonzale
  • hace 7 años

integracion por partes
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Respuesta dada por: jesusreidtpdlei4
1

Respuesta:

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) + 3.x².cos(x) -  6x.sen(x) - 6cos(x) + C

Explicación paso a paso:

"formula" de integración por partes

∫u dv = u.v - ∫v du

que es cada cosa:

u y v son funciones en este caso de x, es decir u(x) e v(x), por otra parte dv y du representan sus correspondientes derivadas. Para aplicar la formula se tiene que determinar quien va a ser u y dv en el integrando

como el integrando es x³.cos(x) se va a nombrar a x³ como u y a cos(x) como dv por lo tanto, se tiene

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) - ∫ 3x².sen(x) dx

donde el sen(x) se obtuvo al integrar dv, es decir

como dv/dx = cos(x)  ⇒   dv = cos(x) dx  se integra

∫ dv = ∫ cos(x) dx  ⇒   v = sen(x)

y 3x² es la derivada de u = x³

ahora, se procede a resolver la integral del segundo termino aplicando nuevamente la formula y asciendo el mismo nombramiento para llegar a una integral que contenga únicamente como integrando una función trigonométrica, es decir para resolver este tipo de integrales se debe ir disminuyendo el exponente de x mediante la derivación.

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) - 3.∫ x².sen(x) dx

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) - 3.[- x².cos(x) + ∫ 2x.cos(x) dx]

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) + 3.x².cos(x) - 6∫ x.cos(x) dx

C.A.

si dv/dx = sen(x)  ⇒ dv = sen(x) dx  ⇒  ∫dv = ∫ sen(x) dx  

v = -cos(x)  

por ultimo

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) + 3.x².cos(x) - 6[ x.sen(x) - ∫ sen(x) dx]

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) + 3.x².cos(x) -  6x.sen(x) + 6∫ sen(x) dx

como ∫ sen(x) dx = -cos(x) + c se tiene

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) + 3.x².cos(x) -  6x.sen(x) - 6cos(x) + 6c

conclusión

∫ x³.cos(x) dx = x³.sen(x) + 3.x².cos(x) -  6x.sen(x) - 6cos(x) + C

comprobación

para comprobar el resultado obtenido se debe derivar la supuesta solución a la integral, si esta derivada es igual al integrando la solución es correcta

d(x³.sen(x) + 3.x².cos(x) -  6x.sen(x) - 6cos(x) + C)/dx = x³.cos(x)

3x².sen(x) + x³.cos(x) + 6x.cos(x) - 3x².sen(x) - 6sen(x) - 6x.cos(x) + 6sen(x)

se asocia para mayor apreciación de la simplificación

x³.cos(x) + (3x².sen(x) - 3x².sen(x)) + (6x.cos(x) - 6x.cos(x)) + (6sen(x)- 6sen(x))

x³.cos(x) + 0 + 0 + 0 = x³.cos(x)

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