Ejercicio

$\int\left(\frac{1}{3b-x^2}\right)dx$

Solución explicada paso por paso

1

Resolver la integral aplicando la sustitución $u^2=\frac{x^2}{3b}$. Luego, tomamos la raíz cuadrada de ambos lados, simplificando nos queda

$u=\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}$
2

Ahora, para poder reescribir $dx$ en términos de $du$, necesitamos encontrar la derivada de $u$. Por lo tanto, necesitamos calcular $du$, podemos hacerlo derivando la ecuación del paso anterior

$du=\frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{b}}dx$
3

Despejando $dx$ de la ecuación anterior

$\frac{du}{\frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{b}}}=dx$
4

Después de reemplazar todo y simplificar, la integral nos resulta en

$\frac{\sqrt{3}}{3\sqrt{b}}\int\frac{1}{1-u^2}du$
5

Aplicamos la regla: $\int\frac{1}{1-x^2}dx$$=\frac{1}{2}\ln\left(\frac{x+1}{x-1}\right)+C$, donde $x=u$

$\frac{1}{2}\frac{\sqrt{3}}{3\sqrt{b}}\ln\left|\frac{u+1}{u-1}\right|$
6

Multiplicando fracciones $\frac{\sqrt{3}}{3\sqrt{b}} \times \frac{1}{2}$

$\frac{\sqrt{3}}{6\sqrt{b}}\ln\left|\frac{u+1}{u-1}\right|$
7

Reemplazar $u$ por el valor que le fue asignado en la sustitución en un principio: $\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}$

$\frac{\sqrt{3}}{6\sqrt{b}}\ln\left|\frac{\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}+1}{\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}-1}\right|$
8

Multiplicando la fracción por el término $\ln\left|\frac{\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}+1}{\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}-1}\right|$

$\frac{\sqrt{3}\ln\left|\frac{\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}+1}{\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}-1}\right|}{6\sqrt{b}}$
9

Simplificamos la expresión

$\frac{\sqrt{3}\ln\left(\frac{\sqrt{3}\left(\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}+1\right)\sqrt{b}}{x-\sqrt{3}\sqrt{b}}\right)}{6\sqrt{b}}$
10

Como la integral que estamos resolviendo es una integral indefinida, al terminar de integrar debemos añadir la constante de integración $C$

$\frac{\sqrt{3}\ln\left|\frac{\sqrt{3}\left(\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}+1\right)\sqrt{b}}{x-\sqrt{3}\sqrt{b}}\right|}{6\sqrt{b}}+C_0$

Respuesta final al problema

$\frac{\sqrt{3}\ln\left|\frac{\sqrt{3}\left(\frac{x}{\sqrt{3}\sqrt{b}}+1\right)\sqrt{b}}{x-\sqrt{3}\sqrt{b}}\right|}{6\sqrt{b}}+C_0$

¿Cómo debo resolver este problema?

  • Elige una opción
  • Integrar por fracciones parciales
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  • Integrar por método tabular
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log
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<
>=
<=
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sec
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asin
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acot
asec
acsc

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coth
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