Cálculo Ejemplos

$\tan^{2} (2 x)$

Paso 1

Escribe $\tan^{2} (2 x)$ como una función.

$f (x) = \tan^{2} (2 x)$

Paso 2

La función $F (x)$ puede obtenerse mediante el cálculo de la integral indefinida de la derivada $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Paso 3

Establece la integral para resolver.

$F (x) = \int \tan^{2} (2 x) d x$

Paso 4

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

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Paso 4.1

Deja $u = 2 x$ . Obtén $\frac{d u}{d x}$ .

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Paso 4.1.1

Diferencia $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Paso 4.1.2

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

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Paso 4.1.3

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

$2 \cdot 1$

Paso 4.1.4

Multiplica $2$ por $1$ .

$2$

Paso 4.2

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

$\int \tan^{2} (u) \frac{1}{2} d u$

Paso 5

Combina $\tan^{2} (u)$ y $\frac{1}{2}$ .

$\int \frac{\tan^{2} (u)}{2} d u$

Paso 6

Dado que $\frac{1}{2}$ es constante con respecto a $u$ , mueve $\frac{1}{2}$ fuera de la integral.

$\frac{1}{2} \int \tan^{2} (u) d u$

Paso 7

Mediante la identidad pitagórica, reescribe $\tan^{2} (u)$ como $- 1 + \sec^{2} (u)$ .

$\frac{1}{2} \int - 1 + \sec^{2} (u) d u$

Paso 8

Divide la única integral en varias integrales.

$\frac{1}{2} (\int - 1 d u + \int \sec^{2} (u) d u)$

Paso 9

Aplica la regla de la constante.

$\frac{1}{2} (- u + C + \int \sec^{2} (u) d u)$

Paso 10

Como la derivada de $\tan (u)$ es $\sec^{2} (u)$ , la integral de $\sec^{2} (u)$ es $\tan (u)$ .

$\frac{1}{2} (- u + C + \tan (u) + C)$

Paso 11

Simplifica.

$\frac{1}{2} (- u + \tan (u)) + C$

Paso 12

Reemplaza todos los casos de $u$ con $2 x$ .

$\frac{1}{2} (- (2 x) + \tan (2 x)) + C$

Paso 13

Simplifica.

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Paso 13.1

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$\frac{1}{2} (- 2 x + \tan (2 x)) + C$

Paso 13.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} (- 2 x) + \frac{1}{2} \tan (2 x) + C$

Paso 13.3

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 13.3.1

Factoriza $2$ de $- 2 x$ .

$\frac{1}{2} (2 (- x)) + \frac{1}{2} \tan (2 x) + C$

Paso 13.3.2

Cancela el factor común.

$\frac{1}{2} (2 (- x)) + \frac{1}{2} \tan (2 x) + C$

Paso 13.3.3

Reescribe la expresión.

$- x + \frac{1}{2} \tan (2 x) + C$

Paso 13.4

Combina $\frac{1}{2}$ y $\tan (2 x)$ .

$- x + \frac{\tan (2 x)}{2} + C$

Paso 14

Reordena los términos.

$- x + \frac{1}{2} \tan (2 x) + C$

Paso 15

La respuesta es la antiderivada de la función $f (x) = \tan^{2} (2 x)$ .

$F (x) =$ $- x + \frac{1}{2} \tan (2 x) + C$