3 votos

Evaluación de $\int \frac{x}{\sqrt{2}-\sin{2x}}dx$

Tener un pedo cerebral. Tratando de encontrar la antiderivada de $$\int \frac{x}{\sqrt{2}-\sin{2x}}dx$$

Primero hice la sustitución: $$\begin{align} \begin{cases} u&=\sqrt{2}-\sin{2x} \to x=\frac{1}{2} \arcsin{(\sqrt{2}-u)} \\ du &=-2\cos{2x}\,dx \to dx=\frac{1}{-2\sqrt{1-(\sqrt{2}-u)^2}}du\end{cases} \end{align}$$

Así $$I=\frac{-1}{4}\int \frac{\arcsin(\sqrt{2}-u)}{\sqrt{1-(\sqrt{2}-u)^2}}du$$ Y teniendo en cuenta que tenemos una función y su derivada en el integrando:

$$\begin{align} \begin{cases} v&=\sqrt{2}-u \\ -dv &=du \end{cases} \end{align} \implies I=\frac{+1}{4}\int \frac{\arcsin v}{\sqrt{1-v^2}}dv \implies$$

$$\begin{align} \begin{cases} m&=\arcsin{v} \\ dm &=\frac{1}{\sqrt{1-v^2}} dv \end{cases} \end{align} \implies I=\frac{+1}{4}\int m\cdot dm \implies$$

$$\begin{align} I&=\frac{m^2}{8}+C \\ &=\frac{(\arcsin{v})^2}{8}+C \\ &=\frac{[\arcsin{(\sqrt{2}-u)}]^2}{8}+C \\ &=\frac{(2x)^2}{8}+C=\frac{x^2}{2}+C\end{align}$$

Y eso no está bien....así que busco consejo y sabiduría, y ¿dónde está mi error?

0voto

Dr. Sonnhard Graubner Puntos 14300

La solución parece fea $$-\frac{1}{4} \pi \tan ^{-1}\left(1-\sqrt{2} \tan (x)\right)-\frac{1}{4} i \left(i \left(\text{Li}_2\left(-\frac{\left(1+\sqrt{2}\right) \left(-i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)+\sqrt{2}-1\right)}{i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)+\sqrt{2}-1}\right)-\text{Li}_2\left(-\frac{\left(-1+\sqrt{2}\right) \left(-i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)+\sqrt{2}-1\right)}{i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)+\sqrt{2}-1}\right)\right)-i (\pi -4 x) \tan ^{-1}\left(\left(\sqrt{2}-1\right) \tan \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)-2 i \cos ^{-1}\left(\sqrt{2}\right) \tan ^{-1}\left(\left(1+\sqrt{2}\right) \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)-\log \left(\frac{\sqrt{2} \left(1-i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)}{i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)+\sqrt{2}-1}\right) \left(\cos ^{-1}\left(\sqrt{2}\right)-2 \tan ^{-1}\left(\left(1+\sqrt{2}\right) \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)\right)-\log \left(-\frac{i \left(\sqrt{2}-2\right) \left(\cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)-i\right)}{i \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)+\sqrt{2}-1}\right) \left(2 \tan ^{-1}\left(\left(1+\sqrt{2}\right) \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)+\cos ^{-1}\left(\sqrt{2}\right)\right)+\log \left(\frac{\left(\frac{1}{2}+\frac{i}{2}\right) e^{-i x}}{\sqrt{\sqrt{2}-\sin (2 x)}}\right) \left(2 \tan ^{-1}\left(\left(\sqrt{2}-1\right) \tan \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)+2 \tan ^{-1}\left(\left(1+\sqrt{2}\right) \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)+\cos ^{-1}\left(\sqrt{2}\right)\right)+\log \left(\frac{\left(\frac{1}{2}-\frac{i}{2}\right) e^{i x}}{\sqrt{\sqrt{2}-\sin (2 x)}}\right) \left(-2 \tan ^{-1}\left(\left(\sqrt{2}-1\right) \tan \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)-2 \tan ^{-1}\left(\left(1+\sqrt{2}\right) \cot \left(x+\frac{\pi }{4}\right)\right)+\cos ^{-1}\left(\sqrt{2}\right)\right)\right)$$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X