Ayuda con esta integral, es una serie de integrales

$$\begin{align}&\int_{1}^{5}\frac{x^2+25x-10}{1000x^3+5x^2+2x}dx\end{align}$$

,Es una parte de la integral grande de ayer, le pregunte al maestro y me dijo que la dividiera

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Esta sabemos que se puede hacer, aunque puede que cuaete la suyo, no me gustan nada los números que hay.

El denominador tiene una raíz 0 a simple vista

x(1000x^2+5x+2)

Y el segundo factor es irreducible ya que el discriminante de la ecuación de segundo grado es

25 - 8000 = -7975 que es negativo y las raíces son complejas.

La descomposición en fracciones simples es de esta forma;

$$\begin{align}&\frac{x^2+25x-10}{1000x^3+5x^2+2x}=\\ & \\ & \frac{a}{x}+ \frac{bx+c}{1000x^2+5x+2}\\ & \\ & \text{luego haciéndolo todo en un paso}\\ & \\ & x^2+25x-10=(1000a+b)x^2+(5a+c)x+2a\\ & \\ & -10=2a \implies a=-5\\ & 25=5a+c\implies 25=-25+c\implies c=50\\ & 1000a+b=1 \implies b=5001\\ & \\ & \text {con lo cual la integral indefinida es} \\ & \\ & -5\int \frac{dx}{x}+\int \frac{5001x+50}{1000x^2+5x+2}dx=\\ & \\ & -5lnx+\frac{5001}{2000}\int \frac{2000\left(x+\frac{50}{5001}\right)}{1000x^2+5x+2}dx=\\ & \\ & \\ & -5lnx+\frac{5001}{2000}\int \frac{2000x+5}{1000x^2+5x+2}dx+\\ & \\ & \frac{5001}{2000}\int \frac{\frac{100000}{5001}-5}{1000x^2+5x+2}dx=\\ & \\ & \\ & -5lnx+ \frac{5001}{2000}ln|1000x^2+5x+2|+\\ & \\ & \frac{74995}{2000}\int \frac{dx}{1000x^2+5x+2}=\end{align}$$

Vamos a dejar de arrastrar el resultado y nos centramos en la última integral .

Primero completaremos cuadrados para que quede suma de dos cuadrados que modificaremos convenientemente para obtener un arcotangente.

$$\begin{align}&1000x^2+5x+2=\left(\sqrt{1000}x+\frac{1}{\sqrt{1000}}·\frac 52\right)^2-\frac{25}{4000}+2=\\ &\\ &\left(10 \sqrt{10}x+\frac{1}{4 \sqrt{10}}\right)^2+\frac{7975}{4000}=\\ &\\ &\left(10 \sqrt{10}x+\frac{1}{4 \sqrt{10}}\right)^2+\frac{319}{160}=\\ &\\ &\frac{319}{160}\left(1+\left[ \sqrt{\frac{160}{319}}\left(10 \sqrt{10}x+\frac{1}{4 \sqrt{10}}\right)\right]^2\right)=\\ &\\ &\frac{319}{160}\left[1+\left( \frac{400x+1}{\sqrt{319}}\right)^2\right]\\ &\text{Con esto lo de dentro de la última integral es}\\ &\\ &\int \frac{dx}{\frac{319}{160}\left[1+\left( \frac{400x+1}{\sqrt{319}}\right)^2\right]}=\\ &\\ &\frac{160}{319}·\frac{\sqrt{319}}{400}\int \frac{\frac{400}{\sqrt{319}}}{1+\left( \frac{400x+1}{\sqrt{319}}\right)^2}dx=\\ &\\ &\frac{2}{5 \sqrt{319}}arctg\left( \frac{400x+1}{\sqrt{319}}\right)\end{align}$$

Y la integral indefinida completa es

$$\begin{align}&-5lnx+ \frac{5001}{2000}ln|1000x^2+5x+2|+\\ &    \\ &    \frac{74995}{2000}\frac{2}{5 \sqrt{319}}arctg\left( \frac{400x+1}{\sqrt{319}}\right)=\\ &  \\ &  -5lnx+ \frac{5001}{2000}ln|1000x^2+5x+2|+\\ & \frac{14999}{1000 \sqrt {319}}arctg\left( \frac{400x+1}{\sqrt{319}}\right)\\ & \\ & \text{Paso de racionalizar denominadores, ya está bien así}\\ & \text {solo queda evaluar en 5 y restarle la evaluación en 1}\\ &\\ &-5ln5+\frac{5001}{2000}ln(25027)+  \frac{14999}{1000 \sqrt {319}}arctg\left( \frac{2001}{\sqrt{319}}\right) +\\ &\\ &0-\frac{5001}{2000}ln(1007)-\frac{14999}{1000 \sqrt {319}}arctg\left( \frac{401}{\sqrt{319}}\right)\approx\\ &\\ &0.016749730633197\end{align}$$

Y eso es todo.  No sé a que fin ponen estas integrales con tanto trabajo.  Gracias a Dios que me ha salido bien a la primera.

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