Math Problem Statement

La afirmación de que el resultado de ∫( x − − √ +8x−1 x

− 5e x 2 +7

4π x x 2 −121 − − − − − − − √

)dx es 2 x 1 2

−8x+ln|x|− 5e 7 – √

arctan( x 7 – √

)+ 4π 11

arcsec( x 11

)+C corresponde a

Seleccione una: Verdadero Falso

Solution

La afirmación propuesta requiere verificar la igualdad entre la derivada del resultado dado y la función original dentro de la integral. Vamos a analizar cada término para determinar si la afirmación es verdadera o falsa.

La integral que se nos da es: (x+8x1x5ex2+7+4πxx2121)dx\int \left( \frac{\sqrt{x} + 8x - 1}{x} - 5e^{x^2} + 7 + \frac{4\pi}{x\sqrt{x^2 - 121}} \right) dx

Y el resultado dado es: 2x8x+lnx5e7arctan(x7)+4π11arcsec(x11)+C2\sqrt{x} - 8x + \ln|x| - 5\sqrt{e^7} \arctan\left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right) + \frac{4\pi}{11} \text{arcsec}\left(\frac{x}{11}\right) + C

Paso 1: Diferenciación del resultado dado

Vamos a diferenciar el resultado propuesto término por término:

  1. Primer término: ddx(2x)=ddx(2x1/2)=x1/2=1x\frac{d}{dx} \left( 2\sqrt{x} \right) = \frac{d}{dx} \left( 2x^{1/2} \right) = x^{-1/2} = \frac{1}{\sqrt{x}}

  2. Segundo término: ddx(8x)=8\frac{d}{dx} \left( -8x \right) = -8

  3. Tercer término: ddx(lnx)=1x\frac{d}{dx} \left( \ln|x| \right) = \frac{1}{x}

  4. Cuarto término: ddx(5e7arctan(x7))\frac{d}{dx} \left( -5\sqrt{e^7} \arctan\left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right) \right)

    • Usamos la regla de la cadena para derivar arctan(x7)\arctan\left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right): ddxarctan(x7)=11+(x7)2ddx(x7)=1x+7127x\frac{d}{dx} \arctan\left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right) = \frac{1}{1 + \left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right)^2} \cdot \frac{d}{dx}\left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right) = \frac{1}{x + 7} \cdot \frac{1}{2\sqrt{7x}} Luego, ddx(5e7arctan(x7))=5e727x(x+7)\frac{d}{dx} \left( -5\sqrt{e^7} \arctan\left(\sqrt{\frac{x}{7}}\right) \right) = -\frac{5\sqrt{e^7}}{2\sqrt{7x}(x + 7)}
  5. Quinto término: ddx(4π11arcsec(x11))\frac{d}{dx} \left( \frac{4\pi}{11} \text{arcsec}\left(\frac{x}{11}\right) \right)

    • Usamos la derivada de la función arcsecante: ddxarcsec(x11)=1x(x11)21111\frac{d}{dx} \text{arcsec}\left(\frac{x}{11}\right) = \frac{1}{|x| \sqrt{\left(\frac{x}{11}\right)^2 - 1}} \cdot \frac{1}{11} Luego, ddx(4π11arcsec(x11))=4π11xx21211\frac{d}{dx} \left( \frac{4\pi}{11} \text{arcsec}\left(\frac{x}{11}\right) \right) = \frac{4\pi}{11x \sqrt{\frac{x^2}{121} - 1}}

Paso 2: Comparación con la función dentro de la integral

La función dentro de la integral debe ser igual a la derivada que obtuvimos. Sin embargo, al observar los términos obtenidos y compararlos con los de la función original, notamos que no hay coincidencia exacta. Por lo tanto, la afirmación es falsa.


¿Te gustaría más detalles sobre los cálculos realizados o tienes alguna pregunta adicional?

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Consejo:

Al enfrentar una integral compleja, intenta derivar la supuesta solución para confirmar si corresponde a la función original. Esto puede ayudarte a identificar errores en el proceso de integración.

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