I
CAL1 • Integrales
CALC_BEE_097
MIT Integration Bee 2017
Enunciado
Evalúe la integral definida:
$$\int_{1}^{2} \frac{1}{x\sqrt{x^2-1}} dx$$
$$\int_{1}^{2} \frac{1}{x\sqrt{x^2-1}} dx$$
Solución Paso a Paso
1. Reconocimiento de la forma:
La función $\frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}$ es la derivada directa de la función arcosecante:
$$\frac{d}{dx} \sec^{-1}(x) = \frac{1}{|x|\sqrt{x^2-1}}$$
2. Evaluación de límites:
Como el intervalo $[1, 2]$ es positivo, aplicamos el Teorema Fundamental del Cálculo:
$$\left[ \sec^{-1}(x) \right]_{1}^{2} = \sec^{-1}(2) - \sec^{-1}(1)$$
3. Valores trigonométricos:
Resultado:
$$\frac{\pi}{3} - 0 = \frac{\pi}{3}$$
La función $\frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}$ es la derivada directa de la función arcosecante:
$$\frac{d}{dx} \sec^{-1}(x) = \frac{1}{|x|\sqrt{x^2-1}}$$
2. Evaluación de límites:
Como el intervalo $[1, 2]$ es positivo, aplicamos el Teorema Fundamental del Cálculo:
$$\left[ \sec^{-1}(x) \right]_{1}^{2} = \sec^{-1}(2) - \sec^{-1}(1)$$
3. Valores trigonométricos:
- $\sec^{-1}(2) = \cos^{-1}(1/2) = \frac{\pi}{3}$
- $\sec^{-1}(1) = \cos^{-1}(1) = 0$
Resultado:
$$\frac{\pi}{3} - 0 = \frac{\pi}{3}$$