Cálculo Ejemplos

$\int \sec^{3} (x) \tan^{3} (x) d x$

Paso 1

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

$\int \sec^{3} (x) (\tan^{2} (x) \tan (x)) d x$

Paso 2

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

$\int \sec^{3} (x) ((- 1 + \sec^{2} (x)) \tan (x)) d x$

Paso 3

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

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Paso 3.1

Deja $u = \sec (x)$ . Obtén $\frac{d u}{d x}$ .

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Paso 3.1.1

Diferencia $\sec (x)$ .

$\frac{d}{d x} [\sec (x)]$

Paso 3.1.2

La derivada de $\sec (x)$ con respecto a $x$ es $\sec (x) \tan (x)$ .

$\sec (x) \tan (x)$

Paso 3.2

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

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

Paso 4

Multiplica $u^{2} (- 1 + u^{2})$ .

$\int u^{2} \cdot - 1 + u^{2} u^{2} d u$

Paso 5

Simplifica.

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Paso 5.1

Mueve $- 1$ a la izquierda de $u^{2}$ .

$\int - 1 \cdot u^{2} + u^{2} u^{2} d u$

Paso 5.2

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

$\int - u^{2} + u^{2} u^{2} d u$

Paso 5.3

Multiplica $u^{2}$ por $u^{2}$ sumando los exponentes.

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Paso 5.3.1

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

$\int - u^{2} + u^{2 + 2} d u$

Paso 5.3.2

Suma $2$ y $2$ .

$\int - u^{2} + u^{4} d u$

Paso 6

Divide la única integral en varias integrales.

$\int - u^{2} d u + \int u^{4} d u$

Paso 7

Dado que $- 1$ es constante con respecto a $u$ , mueve $- 1$ fuera de la integral.

$- \int u^{2} d u + \int u^{4} d u$

Paso 8

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

$- (\frac{1}{3} u^{3} + C) + \int u^{4} d u$

Paso 9

Según la regla de la potencia, la integral de $u^{4}$ con respecto a $u$ es $\frac{1}{5} u^{5}$ .

$- (\frac{1}{3} u^{3} + C) + \frac{1}{5} u^{5} + C$

Paso 10

Simplifica.

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Paso 10.1

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

$- (\frac{u^{3}}{3} + C) + \frac{1}{5} u^{5} + C$

Paso 10.2

Simplifica.

$- \frac{1}{3} u^{3} + \frac{1}{5} u^{5} + C$

Paso 11

Reemplaza todos los casos de $u$ con $\sec (x)$ .

$- \frac{1}{3} \sec^{3} (x) + \frac{1}{5} \sec^{5} (x) + C$