Cálculo Ejemplos

$\frac{d s}{d t} = 13 t {(2 t^{2} - 1)}^{3}$

Paso 1

Reescribe la ecuación.

$d s = 13 t {(2 t^{2} - 1)}^{3} d t$

Paso 2

Integra ambos lados.

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Paso 2.1

Establece una integral en cada lado.

$\int d s = \int 13 t {(2 t^{2} - 1)}^{3} d t$

Paso 2.2

Aplica la regla de la constante.

$s + C_{1} = \int 13 t {(2 t^{2} - 1)}^{3} d t$

Paso 2.3

Integra el lado derecho.

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Paso 2.3.1

Dado que $13$ es constante con respecto a $t$ , mueve $13$ fuera de la integral.

$s + C_{1} = 13 \int t {(2 t^{2} - 1)}^{3} d t$

Paso 2.3.2

Sea $u = 2 t^{2} - 1$ . Entonces $d u = 4 t d t$ , de modo que $\frac{1}{4} d u = t d t$ . Reescribe mediante $u$ y $d$ $u$ .

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Paso 2.3.2.1

Deja $u = 2 t^{2} - 1$ . Obtén $\frac{d u}{d t}$ .

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Paso 2.3.2.1.1

Diferencia $2 t^{2} - 1$ .

$\frac{d}{d t} [2 t^{2} - 1]$

Paso 2.3.2.1.2

Según la regla de la suma, la derivada de $2 t^{2} - 1$ con respecto a $t$ es $\frac{d}{d t} [2 t^{2}] + \frac{d}{d t} [- 1]$ .

$\frac{d}{d t} [2 t^{2}] + \frac{d}{d t} [- 1]$

Paso 2.3.2.1.3

Evalúa $\frac{d}{d t} [2 t^{2}]$ .

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Paso 2.3.2.1.3.1

Como $2$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $2 t^{2}$ con respecto a $t$ es $2 \frac{d}{d t} [t^{2}]$ .

$2 \frac{d}{d t} [t^{2}] + \frac{d}{d t} [- 1]$

Paso 2.3.2.1.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 2$ .

$2 (2 t) + \frac{d}{d t} [- 1]$

Paso 2.3.2.1.3.3

Multiplica $2$ por $2$ .

$4 t + \frac{d}{d t} [- 1]$

Paso 2.3.2.1.4

Diferencia con la regla de la constante.

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Paso 2.3.2.1.4.1

Como $- 1$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $- 1$ con respecto a $t$ es $0$ .

$4 t + 0$

Paso 2.3.2.1.4.2

Suma $4 t$ y $0$ .

$4 t$

Paso 2.3.2.2

Reescribe el problema mediante $u$ y $d u$ .

$s + C_{1} = 13 \int u^{3} \frac{1}{4} d u$

Paso 2.3.3

Combina $u^{3}$ y $\frac{1}{4}$ .

$s + C_{1} = 13 \int \frac{u^{3}}{4} d u$

Paso 2.3.4

Dado que $\frac{1}{4}$ es constante con respecto a $u$ , mueve $\frac{1}{4}$ fuera de la integral.

$s + C_{1} = 13 (\frac{1}{4} \int u^{3} d u)$

Paso 2.3.5

Combina $\frac{1}{4}$ y $13$ .

$s + C_{1} = \frac{13}{4} \int u^{3} d u$

Paso 2.3.6

Según la regla de la potencia, la integral de $u^{3}$ con respecto a $u$ es $\frac{1}{4} u^{4}$ .

$s + C_{1} = \frac{13}{4} (\frac{1}{4} u^{4} + C_{2})$

Paso 2.3.7

Simplifica.

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Paso 2.3.7.1

Reescribe $\frac{13}{4} (\frac{1}{4} u^{4} + C_{2})$ como $\frac{13}{4} \cdot \frac{1}{4} u^{4} + C_{2}$ .

$s + C_{1} = \frac{13}{4} \cdot \frac{1}{4} u^{4} + C_{2}$

Paso 2.3.7.2

Simplifica.

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Paso 2.3.7.2.1

Multiplica $\frac{13}{4}$ por $\frac{1}{4}$ .

$s + C_{1} = \frac{13}{4 \cdot 4} u^{4} + C_{2}$

Paso 2.3.7.2.2

Multiplica $4$ por $4$ .

$s + C_{1} = \frac{13}{16} u^{4} + C_{2}$

Paso 2.3.8

Reemplaza todos los casos de $u$ con $2 t^{2} - 1$ .

$s + C_{1} = \frac{13}{16} {(2 t^{2} - 1)}^{4} + C_{2}$

Paso 2.4

Agrupa la constante de integración en el lado derecho como $K$ .

$s = \frac{13}{16} {(2 t^{2} - 1)}^{4} + K$