Pregunta
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Si se tiene la integral \( \int \frac{d x}{\sqrt{x^{2}+25}} \) ¿al emplear el método d sustitución trigonométrica la raíz corresponde a? o a. \( \sqrt{x^{2}+25}=5 \cos \theta \) ob. \( \sqrt{x^{2}+25}=5 \tan \theta \) 8. c. \( \sqrt{x^{2}+25}=5 \sec \theta \) o. d. \( \sqrt{x^{2}+25}=5 \sec ^{2} \theta \)

Ask by Ryan Deleon. in Colombia
Mar 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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Responder

La raíz en la integral \( \sqrt{x^{2}+25} \) se simplifica a \( 5 \sec \theta \) utilizando la sustitución trigonométrica \( x = 5 \tan \theta \).

Solución

1. Identificamos el tipo de integral: \[ \int \frac{d x}{\sqrt{x^{2}+25}} \] La expresión bajo la raíz tiene la forma \(x^2 + a^2\) con \(a^2 = 25\), lo que nos indica que se debe usar la sustitución trigonométrica \[ x = a \tan\theta \quad \text{o sea} \quad x = 5 \tan\theta. \] 2. Con esta sustitución, tenemos: \[ \sqrt{x^2+25} = \sqrt{25\tan^2\theta+25} = \sqrt{25(\tan^2\theta+1)}. \] 3. Utilizando la identidad trigonométrica: \[ \tan^2\theta+1=\sec^2\theta, \] obtenemos: \[ \sqrt{x^2+25}= \sqrt{25\sec^2\theta} = 5\sec\theta. \] Por lo tanto, la respuesta correcta es: c. \( \sqrt{x^{2}+25}=5 \sec \theta \)

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Para la integral \( \int \frac{d x}{\sqrt{x^{2}+25}} \), al emplear el método de sustitución trigonométrica, notamos que podemos reescribir \( x^{2}+25 \) como \( x^{2}+5^{2} \). Esto sugiere que utilizaremos la función secante ya que \( \sec^2(\theta) - 1 = \tan^2(\theta) \). Por lo tanto, la sustitución correcta es \( \sqrt{x^{2}+25} = 5 \sec \theta \). Ahora, si empleamos la sustitución \( x = 5 \tan \theta \), podemos descomponer la raíz de manera fácil, y \( \sqrt{x^{2}+25} \) se convierte simplemente en \( 5 \sec \theta \) al aplicar la identificación trigonométrica.

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