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SE \( x=\operatorname{senh} t \) \( -\frac{1}{4} \operatorname{senh} 2 t+\frac{1}{2} t+c \)

Ask by Mcdonald Nichols. in Italy
Feb 24,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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La primitiva è – (1/2)x √(1 + x²) + (1/2) arsinh(x) + C.

Solución

Consideriamo la sostituzione iperbolica   x = senh t          (ovvero x = sinh t) e poniamo t = arsinh(x) (o, in italiano, t = arcsen(x)), così che cosh t = √(1 + x²). Supponiamo di aver ottenuto, dopo la sostituzione, il risultato dell’integrazione nella variabile t:   – (1/4) senh 2t + (1/2)t + C Notiamo che, grazie all’identità iperbolica   senh 2t = 2 senh t cosh t, possiamo riscrivere il termine – (1/4) senh 2t come   – (1/4) · (2 senh t cosh t) = – (1/2) senh t cosh t. Ricordando che senh t = x e cosh t = √(1 + x²) la primitiva diventa   – (1/2)x √(1 + x²) + (1/2)t + C. Infine, essendo t = arsinh(x) (o, in alternativa, t = ln(x + √(1 + x²))), possiamo esprimere il risultato finale in funzione di x:   – (1/2)x √(1 + x²) + (1/2) arsinh(x) + C. Questa è la forma finale della primitiva ottenuta tramite la sostituzione x = senh t.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Extra Insights

The function \( x = \operatorname{senh} t \) refers to the hyperbolic sine, which is defined as \( \operatorname{senh} t = \frac{e^t - e^{-t}}{2} \). This function is often used in mathematics, particularly in areas dealing with hyperbolic geometry or in the solutions of certain differential equations. Understanding its properties can greatly enhance your grasp of calculus and mathematical analysis. When approaching the expression \( -\frac{1}{4} \operatorname{senh} 2t + \frac{1}{2} t + c \), it’s helpful to remember that the hyperbolic identity \( \operatorname{senh} 2t = 2 \operatorname{senh} t \operatorname{cosh} t \) can simplify calculations. A common mistake here is forgetting to properly apply the chain rule when differentiating hyperbolic functions, which can lead to significant errors in solutions or calculus problems. Always double-check your derivatives!

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