Cálculo Ejemplos

$\int \frac{1}{\sec^{2} (x)} d x$

Paso 1

Simplifica.

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Paso 1.1

Reescribe $1$ como $1^{2}$ .

$\int \frac{1^{2}}{\sec^{2} (x)} d x$

Paso 1.2

Reescribe $\frac{1^{2}}{\sec^{2} (x)}$ como ${(\frac{1}{\sec (x)})}^{2}$ .

$\int {(\frac{1}{\sec (x)})}^{2} d x$

Paso 1.3

Reescribe $\sec (x)$ en términos de senos y cosenos.

$\int {(\frac{1}{\frac{1}{\cos (x)}})}^{2} d x$

Paso 1.4

Multiplica por la recíproca de la fracción para dividir por $\frac{1}{\cos (x)}$ .

$\int {(1 \cos (x))}^{2} d x$

Paso 1.5

Multiplica $\cos (x)$ por $1$ .

$\int \cos^{2} (x) d x$

Paso 2

Usa la fórmula del ángulo mitad para reescribir $\cos^{2} (x)$ como $\frac{1 + \cos (2 x)}{2}$ .

$\int \frac{1 + \cos (2 x)}{2} d x$

Paso 3

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

$\frac{1}{2} \int 1 + \cos (2 x) d x$

Paso 4

Divide la única integral en varias integrales.

$\frac{1}{2} (\int d x + \int \cos (2 x) d x)$

Paso 5

Aplica la regla de la constante.

$\frac{1}{2} (x + C + \int \cos (2 x) d x)$

Paso 6

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 6.1

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

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Paso 6.1.1

Diferencia $2 x$ .

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

Paso 6.1.2

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 6.1.3

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 6.1.4

Multiplica $2$ por $1$ .

$2$

Paso 6.2

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

$\frac{1}{2} (x + C + \int \cos (u) \frac{1}{2} d u)$

Paso 7

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

$\frac{1}{2} (x + C + \int \frac{\cos (u)}{2} d u)$

Paso 8

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

$\frac{1}{2} (x + C + \frac{1}{2} \int \cos (u) d u)$

Paso 9

La integral de $\cos (u)$ con respecto a $u$ es $\sin (u)$ .

$\frac{1}{2} (x + C + \frac{1}{2} (\sin (u) + C))$

Paso 10

Simplifica.

$\frac{1}{2} (x + \frac{1}{2} \sin (u)) + C$

Paso 11

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

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

Paso 12

Simplifica.

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Paso 12.1

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

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

Paso 12.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{1}{2} x + \frac{1}{2} \cdot \frac{\sin (2 x)}{2} + C$

Paso 12.3

Combina $\frac{1}{2}$ y $x$ .

$\frac{x}{2} + \frac{1}{2} \cdot \frac{\sin (2 x)}{2} + C$

Paso 12.4

Multiplica $\frac{1}{2} \cdot \frac{\sin (2 x)}{2}$ .

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Paso 12.4.1

Multiplica $\frac{1}{2}$ por $\frac{\sin (2 x)}{2}$ .

$\frac{x}{2} + \frac{\sin (2 x)}{2 \cdot 2} + C$

Paso 12.4.2

Multiplica $2$ por $2$ .

$\frac{x}{2} + \frac{\sin (2 x)}{4} + C$

Paso 13

Reordena los términos.

$\frac{1}{2} x + \frac{1}{4} \sin (2 x) + C$