Integral de $$$\frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}}$$$ con respecto a $$$x$$$
Calculadora relacionada: Calculadora de integrales definidas e impropias
Tu entrada
Halla $$$\int \frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}}\, dx$$$.
Solución
Sea $$$x=\sqrt{a} \sin{\left(u \right)}$$$.
Entonces $$$dx=\left(\sqrt{a} \sin{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \sqrt{a} \cos{\left(u \right)} du$$$ (los pasos pueden verse »).
Además, se sigue que $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{\sqrt{a}} \right)}$$$.
Por lo tanto,
$$$\frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{- a \sin^{2}{\left( u \right)} + a}}$$$
Utiliza la identidad $$$1 - \sin^{2}{\left( u \right)} = \cos^{2}{\left( u \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{- a \sin^{2}{\left( u \right)} + a}}=\frac{1}{\sqrt{a} \sqrt{1 - \sin^{2}{\left( u \right)}}}=\frac{1}{\sqrt{a} \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}}}$$$
Suponiendo que $$$\cos{\left( u \right)} \ge 0$$$, obtenemos lo siguiente:
$$$\frac{1}{\sqrt{a} \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}}} = \frac{1}{\sqrt{a} \cos{\left( u \right)}}$$$
La integral se convierte en
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}} d x}}} = {\color{red}{\int{1 d u}}}$$
Aplica la regla de la constante $$$\int c\, du = c u$$$ con $$$c=1$$$:
$${\color{red}{\int{1 d u}}} = {\color{red}{u}}$$
Recordemos que $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{\sqrt{a}} \right)}$$$:
$${\color{red}{u}} = {\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{\sqrt{a}} \right)}}}$$
Por lo tanto,
$$\int{\frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}} d x} = \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{\sqrt{a}} \right)}$$
Añade la constante de integración:
$$\int{\frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}} d x} = \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{\sqrt{a}} \right)}+C$$
Respuesta
$$$\int \frac{1}{\sqrt{a - x^{2}}}\, dx = \operatorname{asin}{\left(\frac{x}{\sqrt{a}} \right)} + C$$$A