Cómo resolver [matemáticas] \ int _0 ^ {sin ^ {\: 2} x} \: sin ^ {-1} \ sqrt {z} dz + \ int _x ^ {cos ^ 2x} cos ^ {-1} \ sqrt {z} dz \: [/ math]

Suponiendo que la segunda integral es [matemática] \ int_0 ^ {cos ^ 2x} cos ^ {- 1} \ sqrt {z} dz [/ matemática]

Como los límites están en forma de x , la expresión final tendrá x como variable.

Por lo tanto, podemos asumirlo como una función en x.

Sea f (x) = [matemáticas] \ int_0 ^ {sin ^ 2x} sin ^ {- 1} \ sqrt {z} dz + \ int_0 ^ {cos ^ 2x} cos ^ {- 1} \ sqrt {z} dz [/matemáticas]

Cuando diferenciamos la función con respecto a x , obtenemos

f ‘(x) = ([matemáticas] sin ^ {- 1} \ sqrt {sin ^ 2x} [/ matemáticas]) 2 sinx cosx + (cos [matemáticas] ^ {- 1} \ sqrt {cos ^ 2x} [ / matemáticas]) 2 cosx (-sinx)

f ‘(x) = 2x senx cos x – 2x sinx cosx

f ‘(x) = 0

Por lo tanto, f (x) es una función constante.

Para cualquier valor de x, la respuesta será la misma.

Si ponemos x = [matemáticas] \ frac {pi} {4} [/ matemáticas] podemos hacer que sea una integral común.

f (x) = [matemáticas] \ int_0 ^ {0.5} sin ^ {- 1} \ sqrt {z} dz + \ int_0 ^ {0.5} cos ^ {- 1} \ sqrt {z} dz [/ matemáticas]

f (x) = [matemáticas] \ int_0 ^ {0.5} sin ^ {- 1} \ sqrt {z} + cos ^ {- 1} \ sqrt {z} dz [/ matemáticas]

f (x) = [matemáticas] \ frac {pi} {2} \ int_0 ^ {0.5} dz [/ matemáticas]

f (x) = [matemáticas] \ frac {pi} {4} [/ matemáticas]

El valor de la expresión es [math] \ frac {pi} {4} [/ math]

Se puede ver que la función final debería depender de x.

[matemáticas] f (x) = \ int_ {0} ^ {sin ^ 2x} sin ^ {- 1} \ sqrt {z} dz + \ int_ {x} ^ {cos ^ 2x} cos ^ {- 1} \ sqrt {z} dz [/ math]

Este tipo de problemas se resuelven diferenciando ambos lados y aplicando la regla de Leibniz. Por lo tanto,

[matemáticas] f ^ \ prime (x) = sin ^ {- 1} (sin (x)) * 2sin (x) cos (x) + cos ^ {- 1} (cos (x)) * 2 cos (x ) (-sin (x)) – cos ^ {- 1} (\ sqrt (x)) * 1 [/ math]

Que nos llevan a resolver

[matemáticas] f (x) = \ int_cos ^ {- 1} (\ sqrt (x)) dx [/ matemáticas]

poner [matemáticas] x = t ^ {2} [/ matemáticas] y

La ecuación podría resolverse utilizando la integración por partes tomando t como primera función y [math] cos ^ {- 1} t [/ math] como segunda función. Aunque se requiere un poco de manipulación algebraica, finalmente puede llegar a esta conclusión:

[matemáticas] f (x) = xcos ^ {- 1} (\ sqrt x) – \ sqrt {x (1-x)} – \ frac {cos (2cos ^ {- 1} (\ sqrt x))} { 4} [/ matemáticas]

Poner √z = t

Entonces diferenciarlo

Al diferenciar con respecto a z

Obtenemos dz = 2 ✓zdt

Reemplazar dz por Dy

Obtenemos

2tsin-1t dt

Tome sin-1t como primera función yt como segunda función

Luego use la integración por partes

Creo que el valor más bajo de la segunda integral es 0.

En caso afirmativo,

Te daré pistas.

Sustituya t = [matemáticas] sin ^ {- 1} {\ sqrt {z}} [/ matemáticas] ym [matemáticas] = cos ^ {- 1} {\ sqrt {z}} [/ matemáticas]

La ecuación se convierte en

[matemáticas] \ int_ {0} ^ {x} tsin2t dt – \ int_ {0} ^ {x} msin2m dm [/ matemáticas]

Oh, esto es …

Bueno, ya sabes la respuesta 😉

Espero que no haya cálculos u otros errores.

Notificarme si hay alguno

Toma z = t ^ 2

Diferenciar para obtener, dz = 2tdt

Utilice la integración por partes, con la función inversa como primera parte yt como segunda.

Sustituya una nueva variable para z, z = (sin y) ^ 2 o cos respectivamente

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