Cálculo Ejemplos

$\int e^{4 x} \sin (5 x) d x$

Paso 1

Reordena $e^{4 x}$ y $\sin (5 x)$ .

$\int \sin (5 x) e^{4 x} d x$

Paso 2

Integra por partes mediante la fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , donde $u = \sin (5 x)$ y $d v = e^{4 x}$ .

$\sin (5 x) (\frac{1}{4} e^{4 x}) - \int \frac{1}{4} e^{4 x} (5 \cos (5 x)) d x$

Paso 3

Dado que $\frac{1}{4} \cdot 5$ es constante con respecto a $x$ , mueve $\frac{1}{4} \cdot 5$ fuera de la integral.

$\sin (5 x) (\frac{1}{4} e^{4 x}) - (\frac{1}{4} \cdot 5 \int e^{4 x} (\cos (5 x)) d x)$

Paso 4

Combina fracciones.

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Paso 4.1

Combina $\frac{1}{4}$ y $e^{4 x}$ .

$\sin (5 x) \frac{e^{4 x}}{4} - (\frac{1}{4} \cdot 5 \int e^{4 x} (\cos (5 x)) d x)$

Paso 4.2

Combina $\sin (5 x)$ y $\frac{e^{4 x}}{4}$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{1}{4} \cdot 5 \int e^{4 x} (\cos (5 x)) d x)$

Paso 4.3

Combina $\frac{1}{4}$ y $5$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} \int e^{4 x} (\cos (5 x)) d x)$

Paso 4.4

Reordena $e^{4 x}$ y $\cos (5 x)$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} \int \cos (5 x) e^{4 x} d x)$

Paso 5

Integra por partes mediante la fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , donde $u = \cos (5 x)$ y $d v = e^{4 x}$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} (\cos (5 x) (\frac{1}{4} e^{4 x}) - \int \frac{1}{4} e^{4 x} (- 5 \sin (5 x)) d x))$

Paso 6

Dado que $\frac{1}{4} \cdot - 5$ es constante con respecto a $x$ , mueve $\frac{1}{4} \cdot - 5$ fuera de la integral.

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} (\cos (5 x) (\frac{1}{4} e^{4 x}) - (\frac{1}{4} \cdot - 5 \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x)))$

Paso 7

Simplifica los términos.

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Paso 7.1

Combina $\frac{1}{4}$ y $e^{4 x}$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} (\cos (5 x) \frac{e^{4 x}}{4} - (\frac{1}{4} \cdot - 5 \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x)))$

Paso 7.2

Combina $\cos (5 x)$ y $\frac{e^{4 x}}{4}$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} (\frac{\cos (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{1}{4} \cdot - 5 \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x)))$

Paso 7.3

Combina $\frac{1}{4}$ y $- 5$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{5}{4} (\frac{\cos (5 x) e^{4 x}}{4} - (\frac{- 5}{4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x)))$

Paso 7.4

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{5}{4} \cdot \frac{\cos (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{5}{4} (- (\frac{- 5}{4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x))$

Paso 7.5

Multiplica $\frac{\cos (5 x) e^{4 x}}{4}$ por $\frac{5}{4}$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{4 \cdot 4} - \frac{5}{4} (- (\frac{- 5}{4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x))$

Paso 7.6

Multiplica.

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Paso 7.6.1

Multiplica $4$ por $4$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16} - \frac{5}{4} (- (\frac{- 5}{4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x))$

Paso 7.6.2

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16} + 1 (\frac{5}{4}) (\frac{- 5}{4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x)$

Paso 7.6.3

Multiplica $\frac{5}{4}$ por $1$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16} + \frac{5}{4} (\frac{- 5}{4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x)$

Paso 7.7

Multiplica $\frac{- 5}{4}$ por $\frac{5}{4}$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16} + \frac{- 5 \cdot 5}{4 \cdot 4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x$

Paso 7.8

Multiplica.

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Paso 7.8.1

Multiplica $- 5$ por $5$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16} + \frac{- 25}{4 \cdot 4} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x$

Paso 7.8.2

Multiplica $4$ por $4$ .

$\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16} + \frac{- 25}{16} \int e^{4 x} (\sin (5 x)) d x$

Paso 8

Al resolver $\int e^{4 x} \sin (5 x) d x$ , obtenemos que $\int e^{4 x} \sin (5 x) d x$ = $\frac{\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16}}{\frac{41}{16}}$ .

$\frac{\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) e^{4 x} \cdot 5}{16}}{\frac{41}{16}} + C$

Paso 9

Simplifica la respuesta.

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Paso 9.1

Simplifica.

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Paso 9.1.1

Mueve $5$ a la izquierda de $\cos (5 x) e^{4 x}$ .

$\frac{\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{5 \cdot (\cos (5 x) e^{4 x})}{16}}{\frac{41}{16}} + C$

Paso 9.1.2

Multiplica por la recíproca de la fracción para dividir por $\frac{41}{16}$ .

$(\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{5 \cos (5 x) e^{4 x}}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.2

Reescribe $(\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{5 \cos (5 x) e^{4 x}}{16}) \frac{16}{41} + C$ como $(\frac{1}{4} \sin (5 x) e^{4 x} - \frac{5}{16} \cos (5 x) e^{4 x}) \frac{16}{41} + C$ .

$(\frac{1}{4} \sin (5 x) e^{4 x} - \frac{5}{16} \cos (5 x) e^{4 x}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.3

Simplifica.

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Paso 9.3.1

Combina $\frac{1}{4}$ y $\sin (5 x)$ .

$(\frac{\sin (5 x)}{4} e^{4 x} - \frac{5}{16} \cos (5 x) e^{4 x}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.3.2

Combina $\frac{\sin (5 x)}{4}$ y $e^{4 x}$ .

$(\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{5}{16} \cos (5 x) e^{4 x}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.3.3

Combina $\cos (5 x)$ y $\frac{5}{16}$ .

$(\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{\cos (5 x) \cdot 5}{16} e^{4 x}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.3.4

Combina $e^{4 x}$ y $\frac{\cos (5 x) \cdot 5}{16}$ .

$(\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{e^{4 x} (\cos (5 x) \cdot 5)}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.3.5

Mueve $5$ a la izquierda de $\cos (5 x)$ .

$(\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4} - \frac{e^{4 x} (5 \cos (5 x))}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.4

Simplifica.

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Paso 9.4.1

Reordena los factores en $\frac{\sin (5 x) e^{4 x}}{4}$ .

$(\frac{e^{4 x} \sin (5 x)}{4} - \frac{e^{4 x} (5 \cos (5 x))}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.4.2

Simplifica el numerador.

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Paso 9.4.2.1

Reescribe.

$(\frac{e^{4 x} \sin (5 x)}{4} - \frac{e^{4 x} (\cos (5 x) \cdot 5)}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.4.2.2

Mueve $5$ a la izquierda de $\cos (5 x)$ .

$(\frac{e^{4 x} \sin (5 x)}{4} - \frac{e^{4 x} (5 \cdot \cos (5 x))}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.4.2.3

Elimina los paréntesis innecesarios.

$(\frac{e^{4 x} \sin (5 x)}{4} - \frac{e^{4 x} \cdot 5 \cos (5 x)}{16}) \frac{16}{41} + C$

Paso 9.4.3

Mueve $5$ a la izquierda de $e^{4 x}$ .

$(\frac{1}{4} e^{4 x} \sin (5 x) - \frac{5}{16} e^{4 x} \cos (5 x)) \frac{16}{41} + C$