Math Problem Statement

resolver esta integral por el metodo de sustitucion

resolver esta integral por el metodo de sustitucion

Solution

La integral que has subido es:

(ex+1)2exdx\int \frac{(e^x + 1)^2}{e^x} \, dx

Para resolverla por el método de sustitución, vamos a seguir estos pasos:

Paso 1: Simplificar la expresión

Primero, podemos reescribir el integrando:

(ex+1)2ex=e2x+2ex+1ex\frac{(e^x + 1)^2}{e^x} = \frac{e^{2x} + 2e^x + 1}{e^x}

Dividimos cada término del numerador por exe^x:

=e2xex+2exex+1ex=ex+2+ex= \frac{e^{2x}}{e^x} + \frac{2e^x}{e^x} + \frac{1}{e^x} = e^x + 2 + e^{-x}

Paso 2: Integrar cada término por separado

Ahora tenemos una integral más simple:

(ex+2+ex)dx\int \left( e^x + 2 + e^{-x} \right) dx

Cada término se puede integrar directamente:

exdx=ex,2dx=2x,exdx=ex\int e^x \, dx = e^x, \quad \int 2 \, dx = 2x, \quad \int e^{-x} \, dx = -e^{-x}

Paso 3: Combinar los resultados

Sumamos todas las integrales:

ex+2xex+Ce^x + 2x - e^{-x} + C

donde CC es la constante de integración.

Solución final:

La integral es:

(ex+1)2exdx=ex+2xex+C\int \frac{(e^x + 1)^2}{e^x} \, dx = e^x + 2x - e^{-x} + C


¿Te gustaría más detalles o tienes alguna pregunta sobre los pasos? Aquí tienes algunas preguntas relacionadas que pueden ayudarte a profundizar más:

  1. ¿Cómo se utiliza el método de sustitución en integrales más complejas?
  2. ¿Cómo afecta la exponencial exe^x en integrales de este tipo?
  3. ¿Qué sucede si tienes una función con ekxe^{kx} en lugar de exe^x?
  4. ¿Cómo podrías resolver integrales de este tipo sin simplificar primero?
  5. ¿Cómo se podría verificar el resultado derivando la solución?

Tip: Al resolver integrales, si es posible, siempre intenta simplificar el integrando antes de proceder con la integración. Esto te puede ahorrar tiempo y evitar pasos innecesarios.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Exponential functions
Integration by substitution

Formulas

Integral of e^x: ∫e^x dx = e^x
Integral of e^{-x}: ∫e^{-x} dx = -e^{-x}

Theorems

Basic exponential integration
Simplification before integration

Suitable Grade Level

College-level Calculus