Cálculo Ejemplos

$\int \sin^{3} (x) \cos^{4} (x) d x$

Paso 1

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

$\int \sin^{2} (x) \sin (x) \cos^{4} (x) d x$

Paso 2

Mediante la identidad pitagórica, reescribe $\sin^{2} (x)$ como $1 - \cos^{2} (x)$ .

$\int (1 - \cos^{2} (x)) \sin (x) \cos^{4} (x) d x$

Paso 3

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

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Paso 3.1

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

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Paso 3.1.1

Diferencia $\cos (x)$ .

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

Paso 3.1.2

La derivada de $\cos (x)$ con respecto a $x$ es $- \sin (x)$ .

$- \sin (x)$

Paso 3.2

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

$\int (- 1 + u^{2}) u^{4} d u$

Paso 4

Multiplica $(- 1 + u^{2}) u^{4}$ .

$\int - 1 u^{4} + u^{2} u^{4} d u$

Paso 5

Simplifica.

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Paso 5.1

Reescribe $- 1 u^{4}$ como $- u^{4}$ .

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

Paso 5.2

Multiplica $u^{2}$ por $u^{4}$ sumando los exponentes.

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Paso 5.2.1

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

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

Paso 5.2.2

Suma $2$ y $4$ .

$\int - u^{4} + u^{6} d u$

Paso 6

Divide la única integral en varias integrales.

$\int - u^{4} d u + \int u^{6} d u$

Paso 7

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

$- \int u^{4} d u + \int u^{6} d u$

Paso 8

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

$- (\frac{1}{5} u^{5} + C) + \int u^{6} d u$

Paso 9

Según la regla de la potencia, la integral de $u^{6}$ con respecto a $u$ es $\frac{1}{7} u^{7}$ .

$- (\frac{1}{5} u^{5} + C) + \frac{1}{7} u^{7} + C$

Paso 10

Simplifica.

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Paso 10.1

Combina $\frac{1}{5}$ y $u^{5}$ .

$- (\frac{u^{5}}{5} + C) + \frac{1}{7} u^{7} + C$

Paso 10.2

Simplifica.

$- \frac{1}{5} u^{5} + \frac{1}{7} u^{7} + C$

Paso 11

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

$- \frac{1}{5} \cos^{5} (x) + \frac{1}{7} \cos^{7} (x) + C$