Integral de $$$\frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}}$$$

La calculadora encontrará la integral/antiderivada de $$$\frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}}$$$, mostrando los pasos.

Calculadora relacionada: Calculadora de integrales definidas e impropias

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Halla $$$\int \frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}}\, dx$$$.

Solución

Sea $$$x=\sin{\left(u \right)}$$$.

Entonces $$$dx=\left(\sin{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \cos{\left(u \right)} du$$$ (los pasos pueden verse »).

Además, se sigue que $$$u=\operatorname{asin}{\left(x \right)}$$$.

Por lo tanto,

$$$\frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{1 - \sin^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}$$$

Utiliza la identidad $$$1 - \sin^{2}{\left( u \right)} = \cos^{2}{\left( u \right)}$$$:

$$$\frac{1}{\sqrt{1 - \sin^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}=\frac{1}{\sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}}$$$

Suponiendo que $$$\cos{\left( u \right)} \ge 0$$$, obtenemos lo siguiente:

$$$\frac{1}{\sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}} \sin^{2}{\left( u \right)}} = \frac{1}{\sin^{2}{\left( u \right)} \cos{\left( u \right)}}$$$

Entonces,

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

Reescribe el integrando en términos de la cosecante:

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

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

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

Recordemos que $$$u=\operatorname{asin}{\left(x \right)}$$$:

$$- \cot{\left({\color{red}{u}} \right)} = - \cot{\left({\color{red}{\operatorname{asin}{\left(x \right)}}} \right)}$$

Por lo tanto,

$$\int{\frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}} d x} = - \frac{\sqrt{1 - x^{2}}}{x}$$

Añade la constante de integración:

$$\int{\frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}} d x} = - \frac{\sqrt{1 - x^{2}}}{x}+C$$

Respuesta

$$$\int \frac{1}{x^{2} \sqrt{1 - x^{2}}}\, dx = - \frac{\sqrt{1 - x^{2}}}{x} + C$$$A


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