Cómo calcular [matemáticas] \ int \ frac1 {\ sqrt {1-4x ^ 2}} \, dx [/ matemáticas]

Realmente solo hay un paso para este, y eso es solo para reconocer que este es un derivado del arcoseno.

Entonces, en su integral particular, la respuesta es 1/2 arcsin (2x) + C.

Después de reconocer que esta es una derivada del arcosin, puede ver qué representa exactamente “z ^ 2”. En este caso, eso es 4x ^ 2. Puedes verlo como

Luego, debido a que esencialmente está tomando la antiderivada, sabe que deberá agregar una constante de 1/2 para tener en cuenta la derivada de la función interna (2x), según la regla de la cadena. Por último, agregamos + C al final para tener en cuenta las constantes que se convertirían en ceros cuando las derivemos.

Por lo tanto, tienes

La clave de esta integral es notar que podemos usar la sustitución [math] t = 2x [/ math] para obtener

[matemáticas] \ displaystyle \ frac {1} {2} \ int \ frac {1} {\ sqrt {1-t ^ 2}} dt. [/ math]

Es un hecho bien conocido que

[matemáticas] \ displaystyle \ int \ frac {1} {\ sqrt {1-t ^ 2}} dt = \ sin ^ {- 1} (t) [/ matemáticas]

(un tema para otra publicación). Así tenemos

[matemáticas] \ displaystyle \ frac {1} {2} \ int \ frac {1} {\ sqrt {1-t ^ 2}} dt = \ frac {1} {2} \ sin ^ {- 1} (t ) + C [/ matemáticas]

para una constante [matemática] C [/ matemática] (agregamos la constante porque tenemos una integral indefinida). Sustituir de nuevo para cambiar la variable de [matemática] t [/ matemática] de nuevo a [matemática] x [/ matemática] da el resultado.