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Evaluar $$I=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\frac{dx}{\left(\sqrt{\sin x}+\sqrt{\cos x}\right)^2}

Mi intento:

Desde $$f(x)=f\left(\frac{\pi}{2}-x\right) tenemos:

PS

Aplicando $$I=2\int_{0}^{\frac{\pi}{4}}\frac{dx}{\left(\sqrt{\sin x}+\sqrt{\cos x}\right)^2} obtenemos:

PS

PS

PS

PS

¿Cómo proceder ahora?

15voto

FDP Puntos 448

I=π20dx(sinx+cosx)2=π40dx(sinx+cosx)2+π2π4dx(sinx+cosx)2

En la segunda integral realizar el cambio de variable y=π2x,

I=2π40dx(sinx+cosx)2

Realizar el cambio de variable y=tanx,

I=2101(1+x)21+x2dx

Realizar el cambio de variable y=1x1+x,

I=21011x2x21+x2dx=2[11x2x1+x2]102101x221x2(1+x2)32dx=12101(1+x2)32dx+221011x2(1+x2)32dx=12[x1+x2]10+221011x2(1+x2)32dx=221011x2(1+x2)32dx2

Realizar el cambio de variable y=1x1+x,

I=10x2+1+2xx(1+x2)32dx2=101x1+x2dx+210x(1+x2)32dx2

Realizar el cambio de variable y=x en ambos integrales,

I=21011+x4dx+410x2(1+x4)32dx2

A=1011+x4dx

Realizar el cambio de variable y=1x,

A=111+x4dx=011+x4dx1011+x4dx=011+x4dxA

Por lo tanto,

A=12011+x4dx

De la misma manera se obtiene,

10x2(1+x4)32dx=120x2(1+x4)32dx

Por lo tanto,

I=011+x4dx+20x2(1+x4)32dx2

Realizar el cambio de variable y=x4,

I=140x34(1+x)12dx+120x14(1+x)32dx2=14B(14,14)+12B(34,34)2=14×Γ2(14)Γ(12)+12×Γ2(34)Γ(32)2=14×Γ2(14)Γ(12)+12×Γ2(34)12Γ(12)2=14×Γ2(14)Γ(12)+Γ2(34)Γ(12)2

Es bien sabido (Euler reflexión de la fórmula) que,

Γ(12)=π

Por lo tanto,

I=Γ2(14)4π+Γ2(34)π2

NB:

B es la función beta de Euler.

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