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Evaluate, \( \int_{1}^{5}\left(\frac{3 x}{x^{3}}\right) d x \)

Ask by Lynch Bright. in South Africa
Mar 16,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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The integral evaluates to 2.4.

Solución

Calculate the integral \( \int_{1}^{5}\left(\frac{3x}{x^{3}}\right)dx \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int_{1}^{5} \frac{3x}{x^{3}} dx\) - step1: Divide the terms: \(\int_{1}^{5} \frac{3}{x^{2}} dx\) - step2: Evaluate the integral: \(\int \frac{3}{x^{2}} dx\) - step3: Rewrite the expression: \(\int 3\times \frac{1}{x^{2}} dx\) - step4: Use properties of integrals: \(3\times \int \frac{1}{x^{2}} dx\) - step5: Evaluate the integral: \(3\times \frac{x^{-2+1}}{-2+1}\) - step6: Simplify: \(3\left(-\frac{1}{x}\right)\) - step7: Multiply the terms: \(-3\times \frac{1}{x}\) - step8: Multiply the terms: \(-\frac{3}{x}\) - step9: Return the limits: \(\left(-\frac{3}{x}\right)\bigg |_{1}^{5}\) - step10: Calculate the value: \(\frac{12}{5}\) The integral of \( \frac{3x}{x^3} \) from 1 to 5 is \( \frac{12}{5} \) or \( 2\frac{2}{5} \) or 2.4.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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To evaluate the integral \( \int_{1}^{5}\left(\frac{3 x}{x^{3}}\right) d x \), we first simplify the integrand: \[ \frac{3x}{x^3} = \frac{3}{x^2} \] So, we can rewrite the integral as: \[ \int_{1}^{5} \frac{3}{x^2} \, dx \] Next, we recall that the integral of \( x^{-2} \) is: \[ \int x^{-2} \, dx = -\frac{1}{x} + C \] Applying this to our integral, we have: \[ \int \frac{3}{x^2} \, dx = 3 \left(-\frac{1}{x}\right) = -\frac{3}{x} + C \] Now, we evaluate the definite integral from 1 to 5: \[ \left[-\frac{3}{x}\right]_{1}^{5} = \left(-\frac{3}{5}\right) - \left(-\frac{3}{1}\right) = -\frac{3}{5} + 3 \] Converting 3 to a fraction with a denominator of 5: \[ 3 = \frac{15}{5} \] So the calculation now looks like this: \[ -\frac{3}{5} + \frac{15}{5} = \frac{12}{5} \] Thus, the value of the integral is: \[ \int_{1}^{5}\left(\frac{3 x}{x^{3}}\right) d x = \frac{12}{5} \]

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