Cálculo Ejemplos

$\int {(\frac{5 + r}{r})}^{2} d r$

Paso 1

Aplica reglas básicas de exponentes.

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Paso 1.1

Aplica la regla del producto a $\frac{5 + r}{r}$ .

$\int \frac{{(5 + r)}^{2}}{r^{2}} d r$

Paso 1.2

Mueve $r^{2}$ fuera del denominador mediante su elevación a la potencia $- 1$ .

$\int {(5 + r)}^{2} {(r^{2})}^{- 1} d r$

Paso 1.3

Multiplica los exponentes en ${(r^{2})}^{- 1}$ .

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Paso 1.3.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\int {(5 + r)}^{2} r^{2 \cdot - 1} d r$

Paso 1.3.2

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$\int {(5 + r)}^{2} r^{- 2} d r$

Paso 2

Sea $u_{1} = 5 + r$ . Entonces $d u_{1} = d r$ . Reescribe mediante $u_{1}$ y $d$ $u_{1}$ .

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Paso 2.1

Deja $u_{1} = 5 + r$ . Obtén $\frac{d u_{1}}{d r}$ .

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Paso 2.1.1

Diferencia $5 + r$ .

$\frac{d}{d r} [5 + r]$

Paso 2.1.2

Según la regla de la suma, la derivada de $5 + r$ con respecto a $r$ es $\frac{d}{d r} [5] + \frac{d}{d r} [r]$ .

$\frac{d}{d r} [5] + \frac{d}{d r} [r]$

Paso 2.1.3

Como $5$ es constante con respecto a $r$ , la derivada de $5$ con respecto a $r$ es $0$ .

$0 + \frac{d}{d r} [r]$

Paso 2.1.4

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

$0 + 1$

Paso 2.1.5

Suma $0$ y $1$ .

$1$

Paso 2.2

Reescribe el problema mediante $u_{1}$ y $d u_{1}$ .

$\int {u_{1}}^{2} {(u_{1} - 5)}^{- 2} d u_{1}$

Paso 3

Sea $u_{2} = u_{1} - 5$ . Entonces $d u_{2} = d u_{1}$ . Reescribe mediante $u_{2}$ y $d$ $u_{2}$ .

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Paso 3.1

Deja $u_{2} = u_{1} - 5$ . Obtén $\frac{d u_{2}}{d u_{1}}$ .

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Paso 3.1.1

Diferencia $u_{1} - 5$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [u_{1} - 5]$

Paso 3.1.2

Según la regla de la suma, la derivada de $u_{1} - 5$ con respecto a $u_{1}$ es $\frac{d}{d u_{1}} [u_{1}] + \frac{d}{d u_{1}} [- 5]$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [u_{1}] + \frac{d}{d u_{1}} [- 5]$

Paso 3.1.3

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

$1 + \frac{d}{d u_{1}} [- 5]$

Paso 3.1.4

Como $- 5$ es constante con respecto a $u_{1}$ , la derivada de $- 5$ con respecto a $u_{1}$ es $0$ .

$1 + 0$

Paso 3.1.5

Suma $1$ y $0$ .

$1$

Paso 3.2

Reescribe el problema mediante $u_{2}$ y $d u_{2}$ .

$\int {(u_{2} + 5)}^{2} {u_{2}}^{- 2} d u_{2}$

Paso 4

Sea $u_{3} = {u_{2}}^{2}$ . Entonces $d u_{3} = 2 u_{2} d u_{2}$ , de modo que $\frac{1}{2} d u_{3} = u_{2} d u_{2}$ . Reescribe mediante $u_{3}$ y $d$ $u_{3}$ .

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Paso 4.1

Deja $u_{3} = {u_{2}}^{2}$ . Obtén $\frac{d u_{3}}{d u_{2}}$ .

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Paso 4.1.1

Diferencia ${u_{2}}^{2}$ .

$\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{2}]$

Paso 4.1.2

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

$2 u_{2}$

Paso 4.2

Reescribe el problema mediante $u_{3}$ y $d u_{3}$ .

$\int {(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2} {\sqrt{u_{3}}}^{- 3} \frac{1}{2} d u_{3}$

Paso 5

Simplifica.

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Paso 5.1

Combina $\frac{1}{2}$ y ${(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2}$ .

$\int \frac{{(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2}}{2} {\sqrt{u_{3}}}^{- 3} d u_{3}$

Paso 5.2

Combina $\frac{{(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2}}{2}$ y ${\sqrt{u_{3}}}^{- 3}$ .

$\int \frac{{(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2} {\sqrt{u_{3}}}^{- 3}}{2} d u_{3}$

Paso 5.3

Mueve ${\sqrt{u_{3}}}^{- 3}$ al denominador mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\int \frac{{(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2}}{2 {\sqrt{u_{3}}}^{3}} d u_{3}$

Paso 5.4

Reescribe ${\sqrt{u_{3}}}^{3}$ como $\sqrt{{u_{3}}^{3}}$ .

$\int \frac{{(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2}}{2 \sqrt{{u_{3}}^{3}}} d u_{3}$

Paso 6

Dado que $\frac{1}{2}$ es constante con respecto a $u_{3}$ , mueve $\frac{1}{2}$ fuera de la integral.

$\frac{1}{2} \int \frac{{(\sqrt{u_{3}} + 5)}^{2}}{\sqrt{{u_{3}}^{3}}} d u_{3}$

Paso 7

Aplica reglas básicas de exponentes.

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Paso 7.1

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescribir $\sqrt{u_{3}}$ como ${u_{3}}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1}{2} \int \frac{{({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2}}{\sqrt{{u_{3}}^{3}}} d u_{3}$

Paso 7.2

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescribir $\sqrt{{u_{3}}^{3}}$ como ${u_{3}}^{\frac{3}{2}}$ .

$\frac{1}{2} \int \frac{{({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2}}{{u_{3}}^{\frac{3}{2}}} d u_{3}$

Paso 7.3

Mueve ${u_{3}}^{\frac{3}{2}}$ fuera del denominador mediante su elevación a la potencia $- 1$ .

$\frac{1}{2} \int {({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2} {({u_{3}}^{\frac{3}{2}})}^{- 1} d u_{3}$

Paso 7.4

Multiplica los exponentes en ${({u_{3}}^{\frac{3}{2}})}^{- 1}$ .

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Paso 7.4.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{2} \int {({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2} {u_{3}}^{\frac{3}{2} \cdot - 1} d u_{3}$

Paso 7.4.2

Multiplica $\frac{3}{2} \cdot - 1$ .

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Paso 7.4.2.1

Combina $\frac{3}{2}$ y $- 1$ .

$\frac{1}{2} \int {({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2} {u_{3}}^{\frac{3 \cdot - 1}{2}} d u_{3}$

Paso 7.4.2.2

Multiplica $3$ por $- 1$ .

$\frac{1}{2} \int {({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2} {u_{3}}^{\frac{- 3}{2}} d u_{3}$

Paso 7.4.3

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$\frac{1}{2} \int {({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8

Simplifica.

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Paso 8.1

Reescribe ${({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)}^{2}$ como $({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5) ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)$ .

$\frac{1}{2} \int ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5) ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} \int ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5) + 5 ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} \int ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + {u_{3}}^{\frac{1}{2}} \cdot 5 + 5 ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5)) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.4

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} \int ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + {u_{3}}^{\frac{1}{2}} \cdot 5 + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5 \cdot 5) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.5

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} \int ({u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + {u_{3}}^{\frac{1}{2}} \cdot 5) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + (5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5 \cdot 5) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.6

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + {u_{3}}^{\frac{1}{2}} \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + (5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + 5 \cdot 5) {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.7

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + {u_{3}}^{\frac{1}{2}} \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.8

Reordena ${u_{3}}^{\frac{1}{2}}$ y $5$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.9

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.10

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{1 + 1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.11

Suma $1$ y $1$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{2}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.12

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 8.12.1

Cancela el factor común.

Paso 8.12.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{1} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.13

Simplifica.

$\frac{1}{2} \int u_{3} \cdot {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.14

Eleva $u_{3}$ a la potencia de $1$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{1} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.15

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{1 - \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.16

Escribe $1$ como una fracción con un denominador común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{2}{2} - \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.17

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{2 - 3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.18

Resta $3$ de $2$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.19

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2} - \frac{3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.20

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1 - 3}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.21

Resta $3$ de $1$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{- 2}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.22

Cancela el factor común de $- 2$ y $2$ .

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Paso 8.22.1

Factoriza $2$ de $- 2$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{2 \cdot - 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.22.2

Cancela los factores comunes.

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Paso 8.22.2.1

Factoriza $2$ de $2$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{2 \cdot - 1}{2 (1)}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.22.2.2

Cancela el factor común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{2 \cdot - 1}{2 \cdot 1}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.22.2.3

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{\frac{- 1}{1}} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.22.2.4

Divide $- 1$ por $1$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.23

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{1}{2} - \frac{3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.24

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{1 - 3}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.25

Resta $3$ de $1$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{- 2}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.26

Cancela el factor común de $- 2$ y $2$ .

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Paso 8.26.1

Factoriza $2$ de $- 2$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{2 \cdot - 1}{2}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.26.2

Cancela los factores comunes.

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Paso 8.26.2.1

Factoriza $2$ de $2$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{2 \cdot - 1}{2 (1)}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.26.2.2

Cancela el factor común.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{2 \cdot - 1}{2 \cdot 1}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.26.2.3

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{\frac{- 1}{1}} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.26.2.4

Divide $- 1$ por $1$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 \cdot 5 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.27

Multiplica $5$ por $5$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 5 {u_{3}}^{- 1} + 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.28

Suma $5 {u_{3}}^{- 1}$ y $5 {u_{3}}^{- 1}$ .

$\frac{1}{2} \int {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} + 10 {u_{3}}^{- 1} + 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3}$

Paso 8.29

Mueve ${u_{3}}^{\frac{- 1}{2}}$ .

$\frac{1}{2} \int 10 {u_{3}}^{- 1} + 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + {u_{3}}^{\frac{- 1}{2}} d u_{3}$

Paso 9

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$\frac{1}{2} \int 10 {u_{3}}^{- 1} + 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} + {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} d u_{3}$

Paso 10

Divide la única integral en varias integrales.

$\frac{1}{2} (\int 10 {u_{3}}^{- 1} d u_{3} + \int 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3} + \int {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} d u_{3})$

Paso 11

Dado que $10$ es constante con respecto a $u_{3}$ , mueve $10$ fuera de la integral.

$\frac{1}{2} (10 \int {u_{3}}^{- 1} d u_{3} + \int 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3} + \int {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} d u_{3})$

Paso 12

La integral de ${u_{3}}^{- 1}$ con respecto a $u_{3}$ es $\ln (| u_{3} |)$ .

$\frac{1}{2} (10 (\ln (| u_{3} |) + C) + \int 25 {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3} + \int {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} d u_{3})$

Paso 13

Dado que $25$ es constante con respecto a $u_{3}$ , mueve $25$ fuera de la integral.

$\frac{1}{2} (10 (\ln (| u_{3} |) + C) + 25 \int {u_{3}}^{- \frac{3}{2}} d u_{3} + \int {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} d u_{3})$

Paso 14

Según la regla de la potencia, la integral de ${u_{3}}^{- \frac{3}{2}}$ con respecto a $u_{3}$ es $- 2 {u_{3}}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{1}{2} (10 (\ln (| u_{3} |) + C) + 25 (- 2 {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} + C) + \int {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} d u_{3})$

Paso 15

Según la regla de la potencia, la integral de ${u_{3}}^{- \frac{1}{2}}$ con respecto a $u_{3}$ es $2 {u_{3}}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1}{2} (10 (\ln (| u_{3} |) + C) + 25 (- 2 {u_{3}}^{- \frac{1}{2}} + C) + 2 {u_{3}}^{\frac{1}{2}} + C)$

Paso 16

Simplifica.

$\frac{1}{2} (10 \ln (| u_{3} |) - \frac{50}{{u_{3}}^{\frac{1}{2}}} + 2 {u_{3}}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 17

Vuelve a sustituir para cada variable de sustitución de la integración.

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Paso 17.1

Reemplaza todos los casos de $u_{3}$ con ${u_{2}}^{2}$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| {u_{2}}^{2} |) - \frac{50}{{({u_{2}}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({u_{2}}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 17.2

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $u_{1} - 5$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| {(u_{1} - 5)}^{2} |) - \frac{50}{{({(u_{1} - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(u_{1} - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 17.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $5 + r$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| {(5 + r - 5)}^{2} |) - \frac{50}{{({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18

Simplifica.

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Paso 18.1

Combina los términos opuestos en $10 \ln (| {(5 + r - 5)}^{2} |) - \frac{50}{{({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

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Paso 18.1.1

Resta $5$ de $5$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| {(r + 0)}^{2} |) - \frac{50}{{({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.1.2

Suma $r$ y $0$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| r^{2} |) - \frac{50}{{({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.1.3

Resta $5$ de $5$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| r^{2} |) - \frac{50}{{({(r + 0)}^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.1.4

Suma $r$ y $0$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| r^{2} |) - \frac{50}{{(r^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(5 + r - 5)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.1.5

Resta $5$ de $5$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| r^{2} |) - \frac{50}{{(r^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {({(r + 0)}^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.1.6

Suma $r$ y $0$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (| r^{2} |) - \frac{50}{{(r^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {(r^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.2

Simplifica cada término.

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Paso 18.2.1

Elimina los términos no negativos del valor absoluto.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{{(r^{2})}^{\frac{1}{2}}} + 2 {(r^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.2.2

Simplifica el denominador.

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Paso 18.2.2.1

Multiplica los exponentes en ${(r^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

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Paso 18.2.2.1.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r^{2 (\frac{1}{2})}} + 2 {(r^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.2.2.1.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 18.2.2.1.2.1

Cancela el factor común.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r^{2 (\frac{1}{2})}} + 2 {(r^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.2.2.1.2.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r^{1}} + 2 {(r^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.2.2.2

Simplifica.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r} + 2 {(r^{2})}^{\frac{1}{2}}) + C$

Paso 18.2.3

Multiplica los exponentes en ${(r^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

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Paso 18.2.3.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r} + 2 r^{2 (\frac{1}{2})}) + C$

Paso 18.2.3.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 18.2.3.2.1

Cancela el factor común.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r} + 2 r^{2 (\frac{1}{2})}) + C$

Paso 18.2.3.2.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r} + 2 r^{1}) + C$

Paso 18.2.4

Simplifica.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2}) - \frac{50}{r} + 2 r) + C$

Paso 18.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} (10 \ln (r^{2})) + \frac{1}{2} (- \frac{50}{r}) + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4

Simplifica.

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Paso 18.4.1

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 18.4.1.1

Factoriza $2$ de $10 \ln (r^{2})$ .

$\frac{1}{2} (2 (5 \ln (r^{2}))) + \frac{1}{2} (- \frac{50}{r}) + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.1.2

Cancela el factor común.

$\frac{1}{2} (2 (5 \ln (r^{2}))) + \frac{1}{2} (- \frac{50}{r}) + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.1.3

Reescribe la expresión.

$5 \ln (r^{2}) + \frac{1}{2} (- \frac{50}{r}) + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 18.4.2.1

Mueve el signo menos inicial en $- \frac{50}{r}$ al numerador.

$5 \ln (r^{2}) + \frac{1}{2} \cdot \frac{- 50}{r} + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.2.2

Factoriza $2$ de $- 50$ .

$5 \ln (r^{2}) + \frac{1}{2} \cdot \frac{2 (- 25)}{r} + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.2.3

Cancela el factor común.

$5 \ln (r^{2}) + \frac{1}{2} \cdot \frac{2 \cdot - 25}{r} + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.2.4

Reescribe la expresión.

$5 \ln (r^{2}) + \frac{- 25}{r} + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.3

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 18.4.3.1

Factoriza $2$ de $2 r$ .

$5 \ln (r^{2}) + \frac{- 25}{r} + \frac{1}{2} (2 (r)) + C$

Paso 18.4.3.2

Cancela el factor común.

$5 \ln (r^{2}) + \frac{- 25}{r} + \frac{1}{2} (2 r) + C$

Paso 18.4.3.3

Reescribe la expresión.

$5 \ln (r^{2}) + \frac{- 25}{r} + r + C$

Paso 18.5

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$5 \ln (r^{2}) - \frac{25}{r} + r + C$