¿Cuál es el valor de [math] \ displaystyle \ int \ dfrac {(1 + x) ^ {(n + 1)}} {x} dx [/ math]?

Deje [math] \ displaystyle I = \ int \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {x} \, dx [/ math]

Hay muchos métodos para resolver [matemáticas] I [/ matemáticas], intentemos dos de ellos aquí, aparte del método Sr. Subrato Roy.

Primer método:

[matemáticas] \ displaystyle I = \ int \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {x} \, dx [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle = \ int \ dfrac {(x + 1) (1 + x) ^ {n}} {x} \, dx [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ int (1 + x) ^ {n} \, dx + \ int \ dfrac {(1 + x) ^ {n}} {x} \, dx [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {n + 1} + \ int \ dfrac {(x + 1) (1 + x) ^ {n-1}} { x} \, dx [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {n + 1} + \ int (1 + x) ^ {n-1} \, dx + \ int \ dfrac {( 1 + x) ^ {n-1}} {x} \, dx [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {n + 1} + \ dfrac {(1 + x) ^ {n}} {n} + \ int \ dfrac {( x + 1) (1 + x) ^ {n-2}} {x} \, dx [/ math]

Llevando de esta manera obtenemos

[matemáticas] \ displaystyle I = \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {n + 1} + \ dfrac {(1 + x) ^ {n}} {n} + \ dfrac {(1 + x) ^ {n – 1}} {n – 1} +… + x + \ int \ dfrac {1} {x} \, dx [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica \ bbox [#AFA] {I = \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {n + 1} + \ dfrac {(1 + x) ^ {n}} {n} + \ dfrac {(1 + x) ^ {n – 1}} {n – 1} +… + x + \ ln (x) + C} [/ matemática]

Segundo método

Si [matemáticas] \ displaystyle | x + 1 | \ leq 1 [/ matemáticas]

Deje [math] \ displaystyle y = x + 1 [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica dy = dx [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle I = \ int \ dfrac {-y ^ {n + 1}} {1 – y} \, dy [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ int -y ^ {n + 1} (1 + y + y ^ 2 + y ^ 3 +…) \, dy [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ int – (y ^ {n + 1} + y ^ {n + 2} + y ^ {n + 3} + y ^ {n + 4} +…) \, dy [/ math ]

[matemáticas] \ displaystyle = – (\ dfrac {y ^ {n + 2}} {n + 2} + \ dfrac {y ^ {n + 3}} {n + 3} + \ dfrac {y ^ {n + 4}} {n + 4} +…) + C [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica \ bbox [#AFA] {I = – (\ dfrac {(x + 1) ^ {n + 2}} {n + 2} + \ dfrac {(x + 1) ^ {n +3}} {n + 3} + \ dfrac {(x + 1) ^ {n + 4}} {n + 4} +…) + C} [/ matemáticas]

Ahora [matemáticas] I = \ int \ dfrac {(1 + x) ^ {n + 1}} {x} dx [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ int \ dfrac {x ^ {n + 1} + (n + 1) x ^ n + \ dfrac {(n + 1) n} {2!} x ^ {n-1} + \ dfrac { (n + 1) n (n-1)} {3!} x ^ {n-2} +… + 1} {x} dx [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ int [x ^ n + (n + 1) x ^ {n-1} + \ dfrac {(n + 1) n} {2!} x ^ {n-2} + \ dfrac {(n +1) n (n-1)} {3!} X ^ {n-3} +… + \ dfrac {n (n + 1)} {2!} X + n ((n + 1) + \ dfrac {1} {x}] dx [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ dfrac {x ^ {n + 1}} {n + 1} + \ dfrac {(n + 1) x ^ n} {n} + \ dfrac {(n + 1) nx ^ {n- 1}} {2 (n-1)} + \ dfrac {(n + 1) n (n-1) x ^ {n-2}} {3! (N-2)} +… + \ dfrac {n (n + 1) x ^ 2} {2 \ cdot 2!} + n (n + 1) x + \ ln | x |] + C [/ matemáticas]

Donde ‘C’ está integrando constantes.

El problema ya está hecho.

Por favor ignore la calidad de la imagen …

Espero que esto te ayudará.