Integral de $$$\frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}}$$$
Calculadora relacionada: Calculadora de integrales definidas e impropias
Tu entrada
Halla $$$\int \frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}}\, dy$$$.
Solución
La entrada se reescribe: $$$\int{\frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}} d y}=\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y}$$$.
Completa el cuadrado (se pueden ver los pasos »): $$$y^{2} - y = \left(y - \frac{1}{2}\right)^{2} - \frac{1}{4}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{\left(y - \frac{1}{2}\right)^{2} - \frac{1}{4}}} d y}}}$$
Sea $$$u=y - \frac{1}{2}$$$.
Entonces $$$du=\left(y - \frac{1}{2}\right)^{\prime }dy = 1 dy$$$ (los pasos pueden verse »), y obtenemos que $$$dy = du$$$.
Por lo tanto,
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{\left(y - \frac{1}{2}\right)^{2} - \frac{1}{4}}} d y}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{u^{2} - \frac{1}{4}}} d u}}}$$
Sea $$$u=\frac{\cosh{\left(v \right)}}{2}$$$.
Entonces $$$du=\left(\frac{\cosh{\left(v \right)}}{2}\right)^{\prime }dv = \frac{\sinh{\left(v \right)}}{2} dv$$$ (los pasos pueden verse »).
Además, se sigue que $$$v=\operatorname{acosh}{\left(2 u \right)}$$$.
Entonces,
$$$\frac{1}{\sqrt{ u ^{2} - \frac{1}{4}}} = \frac{1}{\sqrt{\frac{\cosh^{2}{\left( v \right)}}{4} - \frac{1}{4}}}$$$
Utiliza la identidad $$$\cosh^{2}{\left( v \right)} - 1 = \sinh^{2}{\left( v \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{\frac{\cosh^{2}{\left( v \right)}}{4} - \frac{1}{4}}}=\frac{2}{\sqrt{\cosh^{2}{\left( v \right)} - 1}}=\frac{2}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( v \right)}}}$$$
Suponiendo que $$$\sinh{\left( v \right)} \ge 0$$$, obtenemos lo siguiente:
$$$\frac{2}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( v \right)}}} = \frac{2}{\sinh{\left( v \right)}}$$$
La integral puede reescribirse como
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{u^{2} - \frac{1}{4}}} d u}}} = {\color{red}{\int{1 d v}}}$$
Aplica la regla de la constante $$$\int c\, dv = c v$$$ con $$$c=1$$$:
$${\color{red}{\int{1 d v}}} = {\color{red}{v}}$$
Recordemos que $$$v=\operatorname{acosh}{\left(2 u \right)}$$$:
$${\color{red}{v}} = {\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(2 u \right)}}}$$
Recordemos que $$$u=y - \frac{1}{2}$$$:
$$\operatorname{acosh}{\left(2 {\color{red}{u}} \right)} = \operatorname{acosh}{\left(2 {\color{red}{\left(y - \frac{1}{2}\right)}} \right)}$$
Por lo tanto,
$$\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y} = \operatorname{acosh}{\left(2 y - 1 \right)}$$
Añade la constante de integración:
$$\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y} = \operatorname{acosh}{\left(2 y - 1 \right)}+C$$
Respuesta
$$$\int \frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}}\, dy = \operatorname{acosh}{\left(2 y - 1 \right)} + C$$$A