Calcul infinitésimal Exemples

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

Étape 1

Appliquez les règles de base des exposants.

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Étape 1.1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{x}$ comme $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 1.2

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{x}$ comme $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 1.3

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{x}$ comme $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 1.4

Retirez $x^{\frac{1}{2}}$ du dénominateur en l’élevant à la puissance $- 1$ .

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

Étape 1.5

Multipliez les exposants dans ${(x^{\frac{1}{2}})}^{- 1}$ .

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Étape 1.5.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Étape 1.5.2

Associez $\frac{1}{2}$ et $- 1$ .

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

Étape 1.5.3

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 2

Laissez $u = x^{\frac{1}{2}}$ . Alors $d u = \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} d x$ , donc $- d u = \frac{- 1}{2 x^{\frac{1}{2}}} d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 2.1

Laissez $u = x^{\frac{1}{2}}$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 2.1.1

Différenciez $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 2.1.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{1}{2}$ .

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

Étape 2.1.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 2.1.4

Associez $- 1$ et $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 2.1.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 2.1.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.1.6.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

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

Étape 2.1.6.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

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

Étape 2.1.7

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 2.1.8

Simplifiez

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Étape 2.1.8.1

Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Étape 2.1.8.2

Multipliez $\frac{1}{2}$ par $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Étape 2.2

Réécrivez le problème en utilisant $u$ et $d u$ .

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

Étape 3

Comme $2$ est constant par rapport à $u$ , placez $2$ en dehors de l’intégrale.

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

Étape 4

Comme la dérivée de $- \csc (u)$ est $\csc (u) \cot (u)$ , l’intégrale de $\csc (u) \cot (u)$ est $- \csc (u)$ .

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

Étape 5

Simplifiez

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Étape 5.1

Simplifiez

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

Étape 5.2

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$- 2 \csc (u) + C$

Étape 6

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $x^{\frac{1}{2}}$ .

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