1. Planteamos el problema: calcular la integral $$\int_{1}^{4} \frac{1}{\sqrt{x^2 - 6x + 25}} \, dx$$.
2. Completamos el cuadrado en el denominador para simplificar la expresión:
$$x^2 - 6x + 25 = (x^2 - 6x + 9) + 25 - 9 = (x-3)^2 + 16$$
3. Reescribimos la integral usando esta forma:
$$\int_{1}^{4} \frac{1}{\sqrt{(x-3)^2 + 16}} \, dx$$
4. Usamos la sustitución trigonométrica: sea $$x-3 = 4\tan(\theta)$$, entonces $$dx = 4\sec^2(\theta) d\theta$$.
5. Calculamos los nuevos límites de integración:
- Cuando $$x=1$$, $$\tan(\theta) = \frac{1-3}{4} = -\frac{1}{2}$$, así $$\theta = \arctan(-\frac{1}{2})$$.
- Cuando $$x=4$$, $$\tan(\theta) = \frac{4-3}{4} = \frac{1}{4}$$, así $$\theta = \arctan(\frac{1}{4})$$.
6. Simplificamos la raíz:
$$\sqrt{(x-3)^2 + 16} = \sqrt{16\tan^2(\theta) + 16} = 4\sec(\theta)$$
7. Sustituimos en la integral:
$$\int_{\arctan(-\frac{1}{2})}^{\arctan(\frac{1}{4})} \frac{4\sec^2(\theta)}{4\sec(\theta)} d\theta = \int_{\arctan(-\frac{1}{2})}^{\arctan(\frac{1}{4})} \sec(\theta) d\theta$$
8. Evaluamos la integral de $$\sec(\theta)$$:
$$\int \sec(\theta) d\theta = \ln|\sec(\theta) + \tan(\theta)| + C$$
9. Aplicamos los límites:
$$\ln|\sec(\arctan(\frac{1}{4})) + \tan(\arctan(\frac{1}{4}))| - \ln|\sec(\arctan(-\frac{1}{2})) + \tan(\arctan(-\frac{1}{2}))|$$
10. Calculamos $$\sec(\theta)$$ para cada $$\tan(\theta)$$:
- Para $$\tan(\theta) = \frac{1}{4}$$, $$\sec(\theta) = \sqrt{1 + \tan^2(\theta)} = \frac{\sqrt{17}}{4}$$.
- Para $$\tan(\theta) = -\frac{1}{2}$$, $$\sec(\theta) = \frac{\sqrt{5}}{2}$$.
11. Simplificamos la expresión:
$$\ln\left(\frac{\sqrt{17}+1}{4}\right) - \ln\left(\frac{\sqrt{5}-1}{2}\right) = \ln\left(\frac{(\sqrt{17}+1)(\sqrt{5}+1)}{8}\right) = \ln\left(\frac{\sqrt{85} + \sqrt{17} + \sqrt{5} + 1}{8}\right)$$
Respuesta final:
$$\boxed{\ln\left(\frac{\sqrt{85} + \sqrt{17} + \sqrt{5} + 1}{8}\right)}$$
Integral Sustitucion 238Dc9
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