Cálculo Ejemplos

$\int \frac{\csc (\sqrt{x}) \cot (\sqrt{x})}{\sqrt{x}} d x$

Paso 1

Aplica reglas básicas de exponentes.

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Paso 1.1

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

$\int \frac{\csc (x^{\frac{1}{2}}) \cot (\sqrt{x})}{\sqrt{x}} d x$

Paso 1.2

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

$\int \frac{\csc (x^{\frac{1}{2}}) \cot (x^{\frac{1}{2}})}{\sqrt{x}} d x$

Paso 1.3

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

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

Paso 1.4

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

$\int \csc (x^{\frac{1}{2}}) \cot (x^{\frac{1}{2}}) {(x^{\frac{1}{2}})}^{- 1} d x$

Paso 1.5

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

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Paso 1.5.1

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

$\int \csc (x^{\frac{1}{2}}) \cot (x^{\frac{1}{2}}) x^{\frac{1}{2} \cdot - 1} d x$

Paso 1.5.2

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

$\int \csc (x^{\frac{1}{2}}) \cot (x^{\frac{1}{2}}) x^{\frac{- 1}{2}} d x$

Paso 1.5.3

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$\int \csc (x^{\frac{1}{2}}) \cot (x^{\frac{1}{2}}) x^{- \frac{1}{2}} d x$

Paso 2

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

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Paso 2.1

Deja $u = x^{\frac{1}{2}}$ . Obtén $\frac{d u}{d x}$ .

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Paso 2.1.1

Diferencia $x^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]$

Paso 2.1.2

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

$\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1}$

Paso 2.1.3

Para escribir $- 1$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}$

Paso 2.1.4

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

$\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}$

Paso 2.1.5

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}}$

Paso 2.1.6

Simplifica el numerador.

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Paso 2.1.6.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

$\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 2}{2}}$

Paso 2.1.6.2

Resta $2$ de $1$ .

$\frac{1}{2} x^{\frac{- 1}{2}}$

Paso 2.1.7

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$\frac{1}{2} x^{- \frac{1}{2}}$

Paso 2.1.8

Simplifica.

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Paso 2.1.8.1

Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$

Paso 2.1.8.2

Multiplica $\frac{1}{2}$ por $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Paso 2.2

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

$\int 2 (\csc (u) \cot (u)) d u$

Paso 3

Dado que $2$ es constante con respecto a $u$ , mueve $2$ fuera de la integral.

$2 \int \csc (u) \cot (u) d u$

Paso 4

Como la derivada de $- \csc (u)$ es $\csc (u) \cot (u)$ , la integral de $\csc (u) \cot (u)$ es $- \csc (u)$ .

$2 (- \csc (u) + C)$

Paso 5

Simplifica.

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Paso 5.1

Simplifica.

$2 (- \csc (u)) + C$

Paso 5.2

Multiplica $- 1$ por $2$ .

$- 2 \csc (u) + C$

Paso 6

Reemplaza todos los casos de $u$ con $x^{\frac{1}{2}}$ .

$- 2 \csc (x^{\frac{1}{2}}) + C$