Sustitución trigonométrica inversa para integrales

Estoy tratando de resolver esta integral por sustitución trigonométrica inversa.

0 1 4 k X k 2 X 2 d X
donde k es una constante arbitraria. Completé el cuadrado para obtener esto:
0 1 2 2 ( k X 2 ) 2 d X
Entonces, sustituí k X 2 = 2 pecado θ en la integral para obtener:
π / 2 pecado 1 ( k 2 2 ) 2 porque θ 2 k porque θ d θ = 2 k π / 2 pecado 1 ( k 2 2 ) 2 porque 2 θ + 1 1 d θ = 1 k π / 2 pecado 1 ( k 2 2 ) 2 porque ( 2 θ ) + 2 d θ = 1 k ( pecado ( 2 θ ) + 2 θ ) | π / 2 pecado 1 ( k 2 2 )
Sin embargo, cuando traté de comprobar sustituyendo k = 2 , Yo obtengo
0 1 4 2 X 2 2 X 2 d X = 1.333333754
pero mi respuesta vuelve
1 k ( pecado ( 2 θ ) + 2 θ ) | π / 2 pecado 1 ( k 2 2 ) = 1.570796327
No estoy seguro de dónde me he equivocado con mi sustitución. Pensé que simplemente omití un múltiplo de 2, pero ese no fue el caso. Muchas gracias por su ayuda.

¿Por qué no hay k en los limites?
¿Estás seguro de que es una integral correcta? Si k es arbitrario, podrías obtener algo incómodo en el caso k>4. o k<0
Me disculpo por eso, he editado en los límites. El límite inferior permaneció igual porque X = 0 . No se proporcionó información para k en la pregunta, solo podía suponer que se estaba comportando correctamente.

Respuestas (1)

quieres sustituir k X 2 = 2 pecado θ . Para el límite inferior, X = 0 , tenemos

2 = 2 pecado θ θ = π 2 .
Y para X = 1 , tenemos
k 2 = 2 pecado θ θ = arcsen ( k 2 1 ) .

Sí, hice esto, y cuando verifiqué k=2, obtuve la respuesta anterior de 1,57 en lugar de 1,33. No estoy seguro de dónde me equivoqué ahora.
Intenté hacer eso, pero terminé con esto:
1 k π / 2 arcsen ( k 2 1 ) 2 porque ( 2 θ ) + 2 d θ = 1.5708
Nota: Lo siento, accidentalmente presioné enter en lugar de shift+enter. Esto es cuando k=2.
No puedo ver la fórmula.
Perdón por el ping, pero solo necesitaba notificarte que actualicé mi comentario con la fórmula.
Eso es correcto. Puse la integral original en una computadora y me dio por k = 2 , que la integral es π / 2 , entonces 1.570796...
Sin embargo, cuando utilicé una TI-84 para evaluar directamente la integral previa a la sustitución original, obtuve 1.333333754. Así que estoy muy confundido.
¿Elegiste radianes y no grados?
Realmente lo siento por hacerte perder el tiempo. Parece que un reinicio de la calculadora resolvió el problema. Obtuve π / 2 con el original ahora. Muchas gracias por su tiempo y ayuda, realmente lo aprecio.