Integral de $$$\frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}}$$$

La calculadora encontrará la integral/antiderivada de $$$\frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}}$$$, mostrando los pasos.

Calculadora relacionada: Calculadora de integrales definidas e impropias

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Halla $$$\int \frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}}\, dx$$$.

Solución

Sea $$$u=2 x$$$.

Entonces $$$du=\left(2 x\right)^{\prime }dx = 2 dx$$$ (los pasos pueden verse »), y obtenemos que $$$dx = \frac{du}{2}$$$.

La integral puede reescribirse como

$${\color{red}{\int{\frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{2 \left(\cos{\left(u \right)} - 1\right)}\right)d u}}}$$

Aplica la regla del factor constante $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ con $$$c=- \frac{1}{2}$$$ y $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{\cos{\left(u \right)} - 1}$$$:

$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{2 \left(\cos{\left(u \right)} - 1\right)}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \frac{\int{\frac{1}{\cos{\left(u \right)} - 1} d u}}{2}\right)}}$$

Reescribe el coseno usando la fórmula del ángulo doble $$$\cos\left( u \right)=1-2\sin^2\left(\frac{ u }{2}\right)$$$ y simplifica:

$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\cos{\left(u \right)} - 1} d u}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{2 \sin^{2}{\left(\frac{u}{2} \right)}}\right)d u}}}}{2}$$

Sea $$$v=\frac{u}{2}$$$.

Entonces $$$dv=\left(\frac{u}{2}\right)^{\prime }du = \frac{du}{2}$$$ (los pasos pueden verse »), y obtenemos que $$$du = 2 dv$$$.

La integral se convierte en

$$- \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{2 \sin^{2}{\left(\frac{u}{2} \right)}}\right)d u}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{\sin^{2}{\left(v \right)}}\right)d v}}}}{2}$$

Aplica la regla del factor constante $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$ con $$$c=-1$$$ y $$$f{\left(v \right)} = \frac{1}{\sin^{2}{\left(v \right)}}$$$:

$$- \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{\sin^{2}{\left(v \right)}}\right)d v}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\left(- \int{\frac{1}{\sin^{2}{\left(v \right)}} d v}\right)}}}{2}$$

Reescribe el integrando en términos de la cosecante:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\sin^{2}{\left(v \right)}} d v}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\int{\csc^{2}{\left(v \right)} d v}}}}{2}$$

La integral de $$$\csc^{2}{\left(v \right)}$$$ es $$$\int{\csc^{2}{\left(v \right)} d v} = - \cot{\left(v \right)}$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\csc^{2}{\left(v \right)} d v}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\left(- \cot{\left(v \right)}\right)}}}{2}$$

Recordemos que $$$v=\frac{u}{2}$$$:

$$- \frac{\cot{\left({\color{red}{v}} \right)}}{2} = - \frac{\cot{\left({\color{red}{\left(\frac{u}{2}\right)}} \right)}}{2}$$

Recordemos que $$$u=2 x$$$:

$$- \frac{\cot{\left(\frac{{\color{red}{u}}}{2} \right)}}{2} = - \frac{\cot{\left(\frac{{\color{red}{\left(2 x\right)}}}{2} \right)}}{2}$$

Por lo tanto,

$$\int{\frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}} d x} = - \frac{\cot{\left(x \right)}}{2}$$

Añade la constante de integración:

$$\int{\frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}} d x} = - \frac{\cot{\left(x \right)}}{2}+C$$

Respuesta

$$$\int \frac{1}{1 - \cos{\left(2 x \right)}}\, dx = - \frac{\cot{\left(x \right)}}{2} + C$$$A


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