Pregunta
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\( 187 \int e^{x} \sin x d x \) T \( A T E \) \[ \begin{array}{ll} u=\sin x & d u=e^{x} d x \\ d u=\cos x d x & u=e^{x} \end{array} \] \[ \int u d u=u-\int u d u \] \[ \begin{aligned} =\int e^{x} \sin x d x & =\sin \cos \left(e^{x}\right)-\int e^{x}(\cos x) d x \\ & =e^{x} \sin (x)-\int e^{x} \cos x d x \\ & =\int e^{x} \cos x d x \end{aligned} \] \[ \begin{array}{ll} u=\cos x & d u=e^{x} \\ d u=-\operatorname{sen} x & v=e^{x} \end{array} \] \[ \begin{aligned} \int e^{x} \sin x d x & =e^{x} \sin x-\left[\cos x\left(e^{x}\right)-\int e^{x}(-\operatorname{sen} x) d x\right] \\ & =e^{x} \sin x-\left[e^{x} \cos x-\int-e^{x} \operatorname{sen} x d x\right] \\ & =e^{x} \sin x-e^{x} \cos x+\left[\int-e^{x} \operatorname{sen} x d x\right] \\ -2 \int e^{x} \sin x d x & =e^{x} \sin x-e^{x} \cos x+c \\ & =-\frac{1}{2} e^{x}[\sin x-\cos x]+c \end{aligned} \]

Ask by Montgomery Bates. in Puerto Rico
Feb 27,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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La integral \( \int e^{x} \sin x \, dx \) se resuelve utilizando integración por partes y se obtiene la solución: \[ \int e^{x} \sin x \, dx = \frac{1}{2} e^{x} (\sin x - \cos x) + C \] Donde \( C \) es la constante de integración.

Solución

Para resolver la integral \( \int e^{x} \sin x \, dx \), utilizaremos el método de integración por partes. Vamos a seguir los pasos que has proporcionado, pero los organizaremos y explicaremos de manera más clara. ### Paso 1: Definir las funciones Primero, definimos nuestras funciones para la integración por partes: - Sea \( u = \sin x \) y \( dv = e^{x} \, dx \). - Entonces, derivamos \( du \) y encontramos \( v \): - \( du = \cos x \, dx \) - \( v = e^{x} \) ### Paso 2: Aplicar la fórmula de integración por partes La fórmula de integración por partes es: \[ \int u \, dv = uv - \int v \, du \] Sustituyendo nuestras funciones: \[ \int e^{x} \sin x \, dx = e^{x} \sin x - \int e^{x} \cos x \, dx \] ### Paso 3: Resolver la nueva integral Ahora necesitamos resolver \( \int e^{x} \cos x \, dx \). Usamos nuevamente integración por partes: - Sea \( u = \cos x \) y \( dv = e^{x} \, dx \). - Entonces, derivamos \( du \) y encontramos \( v \): - \( du = -\sin x \, dx \) - \( v = e^{x} \) Aplicamos la fórmula de integración por partes nuevamente: \[ \int e^{x} \cos x \, dx = e^{x} \cos x - \int e^{x} (-\sin x) \, dx \] Esto se convierte en: \[ \int e^{x} \cos x \, dx = e^{x} \cos x + \int e^{x} \sin x \, dx \] ### Paso 4: Sustitución en la ecuación original Ahora sustituimos esta expresión de \( \int e^{x} \cos x \, dx \) en nuestra ecuación original: \[ \int e^{x} \sin x \, dx = e^{x} \sin x - \left( e^{x} \cos x + \int e^{x} \sin x \, dx \right) \] Reorganizando, obtenemos: \[ \int e^{x} \sin x \, dx + \int e^{x} \sin x \, dx = e^{x} \sin x - e^{x} \cos x \] \[ 2 \int e^{x} \sin x \, dx = e^{x} \sin x - e^{x} \cos x \] ### Paso 5: Despejar la integral Dividimos ambos lados entre 2: \[ \int e^{x} \sin x \, dx = \frac{1}{2} (e^{x} \sin x - e^{x} \cos x) + C \] ### Resultado final Por lo tanto, la solución a la integral es: \[ \int e^{x} \sin x \, dx = \frac{1}{2} e^{x} (\sin x - \cos x) + C \] Donde \( C \) es la constante de integración.

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Beyond the Answer

Did you know that the integral of \( e^x \sin x \) actually appears in various fields, including engineering and physics? This integral helps solve differential equations that model systems like harmonic oscillators or electrical circuits with damping. When you encounter these integrals in real-world scenarios, they may represent oscillatory motion or waveforms, showcasing the beauty of mathematics in explaining natural phenomena! When integrating functions like \( e^x \sin x \), it's easy to get tangled in endless integration by parts. A common mistake is forgetting to rearrange terms correctly or misapplying integration limits. Remember, when you integrate by parts, be sure to track each function and its differential accurately. A little oversight can lead to a big tangle, so double-check your work and keep consistent notation throughout the process!

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