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Matemática 51
2024
GUTIERREZ (ÚNICA)
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MATEMÁTICA 51 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)
8.
Usando la regla de Barrow, calcular las siguientes integrales definidas:
c) $\int_{\pi / 4}^{\pi / 2} \frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)} du$
c) $\int_{\pi / 4}^{\pi / 2} \frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)} du$
Respuesta
Primero integramos la función \(\frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)}\).
Para integrar \(\frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)}\), usamos el método de sustitución. Sea \(v = \sin(u)\), entonces \(dv = \cos(u) du\) o \(du = \frac{dv}{\cos(u)}\).
La integral se transforma en:
$\int \frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)} \, du = \int \frac{\cos(u)}{v^{2}} \cdot \frac{dv}{\cos(u)} = \int \frac{dv}{v^{2}} = \int v^{-2} \, dv = -v^{-1} + C$
Reemplazamos \(v\) por \(\sin(u)\):
$\int \frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)} \, du = -\frac{1}{\sin(u)} + C$
Ahora aplicamos Barrow:
$ \int_{\pi / 4}^{\pi / 2} \frac{\cos (u)}{\sin^{2}(u)} \, du = \left[ -\frac{1}{\sin(u)} \right]_{\pi / 4}^{\pi / 2} $
$ \left[ -\frac{1}{\sin(u)} \right]_{\pi / 4}^{\pi / 2} = -\frac{1}{\sin(\pi / 2)} - \left(-\frac{1}{\sin(\pi / 4)}\right) $
$ = -\frac{1}{1} - \left(-\frac{1}{\frac{\sqrt{2}}{2}}\right) $
$ = -1 - \left(-\frac{2}{\sqrt{2}}\right) $
$ = -1 + \sqrt{2} $
$ = \sqrt{2} - 1 $
$ = \sqrt{2} - 1 $
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