Calcolo Esempi

Trovare la Lunghezza d'Arco f(x)=x^2+2x , [0,7]
f(x)=x2+2xf(x)=x2+2x , [0,7][0,7]
Passaggio 1
Verifica se f(x)=x2+2xf(x)=x2+2x è continua.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.1
Il dominio dell'espressione sono tutti i numeri reali tranne nei casi in cui l'espressione sia indefinita. In questo caso, non c'è alcun numero reale che rende l'espressione indefinita.
Notazione degli intervalli:
(-,)(,)
Notazione intensiva:
{x|x}
Passaggio 1.2
f(x) è continua su [0,7].
La funzione è continua.
La funzione è continua.
Passaggio 2
Verifica se f(x)=x2+2x è differenziabile.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 2.1
Trova la derivata.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 2.1.1
Trova la derivata prima.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 2.1.1.1
Differenzia.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 2.1.1.1.1
Secondo la regola della somma, la derivata di x2+2x rispetto a x è ddx[x2]+ddx[2x].
ddx[x2]+ddx[2x]
Passaggio 2.1.1.1.2
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddx[xn] è nxn-1 dove n=2.
2x+ddx[2x]
2x+ddx[2x]
Passaggio 2.1.1.2
Calcola ddx[2x].
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 2.1.1.2.1
Poiché 2 è costante rispetto a x, la derivata di 2x rispetto a x è 2ddx[x].
2x+2ddx[x]
Passaggio 2.1.1.2.2
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddx[xn] è nxn-1 dove n=1.
2x+21
Passaggio 2.1.1.2.3
Moltiplica 2 per 1.
f(x)=2x+2
f(x)=2x+2
f(x)=2x+2
Passaggio 2.1.2
La derivata prima di f(x) rispetto a x è 2x+2.
2x+2
2x+2
Passaggio 2.2
Definisci se la derivata è continua su [0,7].
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 2.2.1
Il dominio dell'espressione sono tutti i numeri reali tranne nei casi in cui l'espressione sia indefinita. In questo caso, non c'è alcun numero reale che rende l'espressione indefinita.
Notazione degli intervalli:
(-,)
Notazione intensiva:
{x|x}
Passaggio 2.2.2
f(x) è continua su [0,7].
La funzione è continua.
La funzione è continua.
Passaggio 2.3
La funzione è differenziabile su [0,7] perché la derivata è continua su [0,7].
La funzione è differenziabile.
La funzione è differenziabile.
Passaggio 3
Affinché la lunghezza dell'arco sia garantita, la funzione e la sua derivata devono essere entrambe continue sull'intervallo chiuso [0,7].
La funzione e la sua derivata sono continue sull'intervallo chiuso [0,7].
Passaggio 4
Trova la derivata di f(x)=x2+2x.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1
Differenzia.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.1.1
Secondo la regola della somma, la derivata di x2+2x rispetto a x è ddx[x2]+ddx[2x].
ddx[x2]+ddx[2x]
Passaggio 4.1.2
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddx[xn] è nxn-1 dove n=2.
2x+ddx[2x]
2x+ddx[2x]
Passaggio 4.2
Calcola ddx[2x].
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 4.2.1
Poiché 2 è costante rispetto a x, la derivata di 2x rispetto a x è 2ddx[x].
2x+2ddx[x]
Passaggio 4.2.2
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddx[xn] è nxn-1 dove n=1.
2x+21
Passaggio 4.2.3
Moltiplica 2 per 1.
2x+2
2x+2
2x+2
Passaggio 5
Per calcolare la lunghezza dell'arco di una funzione, usa la formula L=ba1+(f(x))2dx.
701+(2x+2)2dx
Passaggio 6
Calcola l'integrale.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1
Completa il quadrato.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.1
usa la forma ax2+bx+c per trovare i valori di a, b e c.
a=4
b=8
c=5
Passaggio 6.1.2
Considera la forma del vertice di una parabola.
a(x+d)2+e
Passaggio 6.1.3
Trova il valore di d usando la formula d=b2a.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.3.1
Sostituisci i valori di a e b nella formula d=b2a.
d=824
Passaggio 6.1.3.2
Semplifica il lato destro.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.3.2.1
Elimina il fattore comune di 8 e 2.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.3.2.1.1
Scomponi 2 da 8.
d=2424
Passaggio 6.1.3.2.1.2
Elimina i fattori comuni.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.3.2.1.2.1
Scomponi 2 da 24.
d=242(4)
Passaggio 6.1.3.2.1.2.2
Elimina il fattore comune.
d=2424
Passaggio 6.1.3.2.1.2.3
Riscrivi l'espressione.
d=44
d=44
d=44
Passaggio 6.1.3.2.2
Elimina il fattore comune di 4.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.3.2.2.1
Elimina il fattore comune.
d=44
Passaggio 6.1.3.2.2.2
Riscrivi l'espressione.
d=1
d=1
d=1
d=1
Passaggio 6.1.4
Trova il valore di e usando la formula e=c-b24a.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.4.1
Sostituisci i valori di c, b e a nella formula e=c-b24a.
e=5-8244
Passaggio 6.1.4.2
Semplifica il lato destro.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.4.2.1
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.1.4.2.1.1
Eleva 8 alla potenza di 2.
e=5-6444
Passaggio 6.1.4.2.1.2
Moltiplica 4 per 4.
e=5-6416
Passaggio 6.1.4.2.1.3
Dividi 64 per 16.
e=5-14
Passaggio 6.1.4.2.1.4
Moltiplica -1 per 4.
e=5-4
e=5-4
Passaggio 6.1.4.2.2
Sottrai 4 da 5.
e=1
e=1
e=1
Passaggio 6.1.5
Sostituisci i valori di a, d e e nella formula del vertice di 4(x+1)2+1.
704(x+1)2+1dx
704(x+1)2+1dx
Passaggio 6.2
Sia u=x+1. Allora du=dx. Riscrivi usando u e du.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.2.1
Sia u=x+1. Trova dudx.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.2.1.1
Differenzia x+1.
ddx[x+1]
Passaggio 6.2.1.2
Secondo la regola della somma, la derivata di x+1 rispetto a x è ddx[x]+ddx[1].
ddx[x]+ddx[1]
Passaggio 6.2.1.3
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddx[xn] è nxn-1 dove n=1.
1+ddx[1]
Passaggio 6.2.1.4
Poiché 1 è costante rispetto a x, la derivata di 1 rispetto a x è 0.
1+0
Passaggio 6.2.1.5
Somma 1 e 0.
1
1
Passaggio 6.2.2
Sostituisci il limite inferiore a x in u=x+1.
ulower=0+1
Passaggio 6.2.3
Somma 0 e 1.
ulower=1
Passaggio 6.2.4
Sostituisci il limite superiore a x in u=x+1.
uupper=7+1
Passaggio 6.2.5
Somma 7 e 1.
uupper=8
Passaggio 6.2.6
I valori trovati per ulower e uupper saranno usati per calcolare l'integrale definito.
ulower=1
uupper=8
Passaggio 6.2.7
Riscrivi il problema usando u, du e i nuovi limiti dell'integrazione.
814u2+1du
814u2+1du
Passaggio 6.3
Sia u=12tan(t), dove -π2tπ2. Allora du=sec2(t)2dt. Si noti che, poiché -π2tπ2, sec2(t)2 è positivo.
1.508377511.107148714(12tan(t))2+1sec2(t)2dt
Passaggio 6.4
Semplifica i termini.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.1
Semplifica 4(12tan(t))2+1.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.1.1
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.1.1.1
12 e tan(t).
1.508377511.107148714(tan(t)2)2+1sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.1.1.2
Applica la regola del prodotto a tan(t)2.
1.508377511.107148714tan2(t)22+1sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.1.1.3
Eleva 2 alla potenza di 2.
1.508377511.107148714tan2(t)4+1sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.1.1.4
Elimina il fattore comune di 4.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.1.1.4.1
Elimina il fattore comune.
1.508377511.107148714tan2(t)4+1sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.1.1.4.2
Riscrivi l'espressione.
1.508377511.10714871tan2(t)+1sec2(t)2dt
1.508377511.10714871tan2(t)+1sec2(t)2dt
1.508377511.10714871tan2(t)+1sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.1.2
Applica l'identità pitagorica.
1.508377511.10714871sec2(t)sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.1.3
Estrai i termini dal radicale, presupponendo numeri reali positivi.
1.508377511.10714871sec(t)sec2(t)2dt
1.508377511.10714871sec(t)sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.2
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.2.1
sec(t) e sec2(t)2.
1.508377511.10714871sec(t)sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.2.2
Moltiplica sec(t) per sec2(t) sommando gli esponenti.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.2.2.1
Moltiplica sec(t) per sec2(t).
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.4.2.2.1.1
Eleva sec(t) alla potenza di 1.
1.508377511.10714871sec1(t)sec2(t)2dt
Passaggio 6.4.2.2.1.2
Usa la regola della potenza aman=am+n per combinare gli esponenti.
1.508377511.10714871sec(t)1+22dt
1.508377511.10714871sec(t)1+22dt
Passaggio 6.4.2.2.2
Somma 1 e 2.
1.508377511.10714871sec3(t)2dt
1.508377511.10714871sec3(t)2dt
1.508377511.10714871sec3(t)2dt
1.508377511.10714871sec3(t)2dt
Passaggio 6.5
Poiché 12 è costante rispetto a t, sposta 12 fuori dall'integrale.
121.508377511.10714871sec3(t)dt
Passaggio 6.6
Applica la formula di riduzione.
12(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871+121.508377511.10714871sec(t)dt)
Passaggio 6.7
L'integrale di sec(t) rispetto a t è ln(|sec(t)+tan(t)|).
12(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871+12ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.10714871)
Passaggio 6.8
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.8.1
12 e ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.10714871.
12(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148712)
Passaggio 6.8.2
Per scrivere tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871 come una frazione con un comune denominatore, moltiplicala per 22.
12(tan(t)sec(t)2]1.508377511.1071487122+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148712)
Passaggio 6.8.3
tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871 e 22.
12(tan(t)sec(t)2]1.508377511.1071487122+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148712)
Passaggio 6.8.4
Riduci i numeratori su un comune denominatore.
12tan(t)sec(t)2]1.508377511.107148712+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148712
Passaggio 6.8.5
Sposta 2 alla sinistra di tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871.
122(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148712
Passaggio 6.8.6
Moltiplica 12 per 2(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148712.
2(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.1071487122
Passaggio 6.8.7
Moltiplica 2 per 2.
2(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148714
2(tan(t)sec(t)2]1.508377511.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148714
Passaggio 6.9
Sostituisci e semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.9.1
Calcola tan(t)sec(t)2 per 1.50837751 e per 1.10714871.
2((tan(1.50837751)sec(1.50837751)2)-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.508377511.107148714
Passaggio 6.9.2
Calcola ln(|sec(t)+tan(t)|) per 1.50837751 e per 1.10714871.
2((tan(1.50837751)sec(1.50837751)2)-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+(ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)|))-ln(|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.9.3
Rimuovi le parentesi non necessarie.
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)|)-ln(|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)|)-ln(|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.10
Usa la proprietà del quoziente dei logaritmi, logb(x)-logb(y)=logb(xy).
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.11.1
Semplifica il numeratore.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.11.1.1
Calcola tan(1.10714871).
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-2sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.1.2
Calcola sec(1.10714871).
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-22.236067972)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-22.236067972)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.2
Moltiplica 2 per 2.23606797.
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-4.472135952)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.3
Dividi 4.47213595 per 2.
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-12.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.4
Moltiplica -1 per 2.23606797.
2(tan(1.50837751)sec(1.50837751)2-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.5
Semplifica ciascun termine.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.11.5.1
Semplifica il numeratore.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 6.11.5.1.1
Calcola tan(1.50837751).
2(16sec(1.50837751)2-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.5.1.2
Calcola sec(1.50837751).
2(1616.031219542-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(1616.031219542-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.5.2
Moltiplica 16 per 16.03121954.
2(256.499512672-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.5.3
Dividi 256.49951267 per 2.
2(128.24975633-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(128.24975633-2.23606797)+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.6
Sottrai 2.23606797 da 128.24975633.
2126.01368835+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.7
Moltiplica 2 per 126.01368835.
252.02737671+ln(|sec(1.50837751)+tan(1.50837751)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.8
sec(1.50837751)+tan(1.50837751) corrisponde approssimativamente a 32.03121954, che è un valore positivo, perciò elimina il valore assoluto
252.02737671+ln(sec(1.50837751)+tan(1.50837751)|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Passaggio 6.11.9
sec(1.10714871)+tan(1.10714871) corrisponde approssimativamente a 4.23606797, che è un valore positivo, perciò elimina il valore assoluto
252.02737671+ln(sec(1.50837751)+tan(1.50837751)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
252.02737671+ln(sec(1.50837751)+tan(1.50837751)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
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Passaggio 7
Il risultato può essere mostrato in più forme.
Forma esatta:
252.02737671+ln(sec(1.50837751)+tan(1.50837751)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
Forma decimale:
63.51261306
Passaggio 8
 [x2  12  π  xdx ]