Reescribir la expresión $\sqrt{-4x^2-20x-9}$ que está dentro de la integral en forma factorizada
Reescribir la expresión $\sqrt{4\left(-\left(x+\frac{5}{2}\right)^2+4\right)}$ que está dentro de la integral en forma factorizada
Podemos resolver la integral $\int2\sqrt{-\left(x+\frac{5}{2}\right)^2+4}dx$ mediante el método de integración por sustitución trigonométrica. Tomamos el cambio de variable
Ahora, para poder reescribir $d\theta$ en términos de $dx$, necesitamos encontrar la derivada de $x$. Por lo tanto, necesitamos calcular $dx$, podemos hacerlo derivando la ecuación del paso anterior
Sustituyendo en la integral original, obtenemos
Simplificando
Aplicando la regla de potencia de un producto
Factorizando por $4$
Aplicando la regla de potencia de un producto
Aplicando la identidad trigonométrica: $1-\sin\left(\theta \right)^2 = \cos\left(\theta \right)^2$
La integral de una función multiplicada por una constante ($4$) es igual a la constante multiplicada por la integral de la función
Simplificar $\sqrt{\cos\left(\theta \right)^2}$ aplicando la regla de potencia de una potencia: $\left(a^m\right)^n=a^{m\cdot n}$. En la expresión, $m$ es igual a $2$ y $n$ es igual a $\frac{1}{2}$
Al multiplicar dos potencias de igual base ($\cos\left(\theta \right)$), se pueden sumar los exponentes
Aplicamos la regla: $\int\cos\left(\theta \right)^2dx$$=\frac{1}{2}\theta +\frac{1}{4}\sin\left(2\theta \right)+C$, donde $x=\theta $
Expresar la variable $\theta$ términos de la variable original $x$
Aplicando la identidad del seno de doble ángulo: $\sin\left(2\theta\right)=2\sin\left(\theta\right)\cos\left(\theta\right)$
Multiplicar la fracción y el término en $2\left(\frac{1}{4}\right)\sin\left(\theta \right)\cos\left(\theta \right)$
Expresar la variable $\theta$ términos de la variable original $x$
Como la integral que estamos resolviendo es una integral indefinida, al terminar de integrar debemos añadir la constante de integración $C$
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