Ejercicios de Integrales impropias de primera especie.
- 2. Integrales Impropias
Ejercicio 18 Jorge Saenz
dx
a2 + b2x2
+∞
0
Solución:
Resolvemos la indefinida
dx
a2 + b2x2
bx = a ∗ tan 𝜃
𝑥 =
𝑎
𝑏
∗ tan 𝜃
𝑎
𝑏
∗ sec2
𝜃 ∗ 𝑑𝜃
𝑎
𝑏
∗ sec2
𝜃𝑑𝜃
𝑎2 + (𝑎 ∗ tan 𝜃)2
𝑎
𝑏
sec2
𝜃𝑑𝜃
𝑎2 + (𝑎 ∗ tan 𝜃)2
1
𝑏 ∗ 𝑎
sec2
𝜃𝑑𝜃
sec2 𝜃
1
𝑏 ∗ 𝑎
𝑑𝜃 =
1
𝑏 ∗ 𝑎
∗ 𝜃
- 3. 𝑑𝑥
𝑎2 +(𝑏𝑥)2
=
1
𝑏 ∗ 𝑎
∗tan−1
(
𝑏𝑥
𝑎
)
Así aplicamos elteoremadeevaluación
lim
𝑇→+∞
𝑑𝑥
𝑎2 + 𝑏𝑥2
= lim
𝑇→+∞
1
𝑏 ∗ 𝑎
∗tan−1
(
𝑏𝑥
𝑎
)
𝑇
0
= lim
𝑇→+∞
1
𝑏 ∗ 𝑎
∗tan−1
𝑏𝑡
𝑎
−
1
𝑏 ∗ 𝑎
∗tan−1
𝑏𝑜
𝑎
= lim
𝑇→+∞
1
𝑏 ∗ 𝑎
∗tan−1
𝑏𝑡
𝑎
−0 =
𝜋
2∗ 𝑎 ∗ 𝑏
Ejercicio 22deJorge Saenz
𝑑𝑥
𝑥 𝑎2 + 𝑥2
+∞
1
𝑎 ∗ sec2
𝜃𝑑𝜃
𝑎 ∗tan 𝜃 𝑎2 +(𝑎 ∗tan 𝜃)2
1
𝑎
sec2
𝜃
tan 𝜃 sec 𝜃2
∗ 𝑑𝜃
1
𝑎
sec2
𝜃
tan 𝜃
∗ 𝑑𝜃 =
1
𝑎
1
cos 𝜃
sin 𝜃
cos 𝜃
∗ 𝑑𝜃 =
1
𝑎
1
sin 𝜃
∗ 𝑑𝜃 =
1
𝑎
csc 𝜃 ∗ 𝑑𝜃
𝑋 = 𝑎 ∗tan 𝜃
𝑑𝑥 = 𝑎 ∗sec2
𝜃 ∗ 𝑑𝜃
- 4. 1
𝑎
csc 𝜃(csc 𝜃 − cot 𝜃)
csc 𝜃 − cot 𝜃
∗ 𝑑𝜃
1
𝑎
csc2
𝜃 ∗ csc 𝜃 ∗ cot 𝜃
csc 𝜃 − cot 𝜃
∗ 𝑑𝜃
1
𝑎
𝑑𝑢
𝑢
=
1
𝑎
ln 𝑢 =
1
𝑎
ln csc 𝜃 ∗ cot 𝜃 =
1
𝑎
ln
𝑥2 + 𝑎2
𝑥
−
𝑎
𝑥
Luego;
lim
𝑇→+∞
𝑑𝑥
𝑥 𝑎2 + 𝑥2
=
1
𝑎
lim
𝑇→+∞
ln
𝑥2 + 𝑎2
𝑥
−
𝑎
𝑥
𝑇
1
1
𝑎
lim
𝑇→∞
ln
𝑡2 + 𝑎2 − 𝑎
𝑡
− ln
12 + 𝑎2 − 𝑎
1
1
𝑎
lim
𝑇→+∞
ln 1 +
𝑎2
𝑇2
−
𝑎
𝑇
− ln 1 + 𝑎2 − 𝑎
= −
1
𝑎
ln 1 + 𝑎2 − 𝑎 = −
1
𝑎
ln
1 + 𝑎2 − 𝑎 ( 1 + 𝑎2 + 𝑎)
1 + 𝑎2 + 𝑎
= −
1
𝑎
ln
1 + 𝑎2
− 𝑎2
1 + 𝑎2 + 𝑎
==
1
𝑎
ln 1 + 𝑎2 + 𝑎
𝑈 = csc 𝜃 − cot 𝜃
𝑑𝑢 = − csc 𝜃 cot 𝜃 + csc2
𝜃𝑑𝜃
T
1