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PRACTICO INTEGRALES 2° PARTE EJERCICIO 3: 𝒖. 𝒗 − ∫ 𝒗. 𝒅𝒖 a.- ∫ 𝑥2. 𝑒𝑥 . 𝑑𝑥 = 𝒖 = 𝒙𝟐 → 𝒅𝒖 = 𝟐𝒙. 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝒆𝒙. 𝒅𝒙 → 𝒗 = 𝒆𝒙 ∫ 𝑥2. 𝑒𝑥 . 𝑑𝑥 = 𝑥2. 𝑒𝑥 − 2 ∫ 𝑒𝑥. 𝑥. 𝑑𝑥 𝒖 = 𝒙 → 𝒅𝒖 = 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝒆𝒙. 𝒅𝒙 → 𝒗 = 𝒆𝒙 ∫ 𝑥2. 𝑒𝑥 . 𝑑𝑥 = 𝑥2. 𝑒𝑥 − 2 [(𝑥. 𝑒𝑥) − ∫ 𝑒𝑥𝑑𝑥] = 𝒙𝟐. 𝒆𝒙 − 𝟐𝒙. 𝒆𝒙 + 𝟐𝒆𝒙 + 𝒄 b.- ∫ 𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝒖 = 𝒙 → 𝒅𝒖 = 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝑪𝒐𝒔 𝒙. 𝒅𝒙 → 𝒗 = 𝑺𝒆𝒏 𝒙 ∫ 𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑥. 𝑆𝑒𝑛 𝑥 − ∫ 𝑆𝑒𝑛 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝒙. 𝑺𝒆𝒏 𝒙 + 𝑪𝒐𝒔 𝒙 + 𝒄 c.- ∫ 𝐿𝑛(3𝑥). 𝑑𝑥 = 𝒉 = 𝟑𝒙 → 𝒅𝒉 = 𝟑. 𝒅𝒙 → 𝒅𝒙 = 𝒅𝒉 𝟑 1 3 ∫ 𝐿𝑛(ℎ). 𝑑ℎ = 𝑢 = 𝑳𝒏(𝒉) → 𝒅𝒖 = 𝟏 𝒉 . 𝒅𝒉; 𝒅𝒗 = 𝒅𝒉 → 𝒗 = 𝒉 1 3 ∫ 𝐿𝑛(ℎ). 𝑑ℎ = 𝐿𝑛(ℎ). ℎ − ∫ ℎ. 1 ℎ . 𝑑ℎ = 𝐿𝑛(ℎ). ℎ − ℎ + 𝑐 = 𝑳𝒏(𝟑𝒙). 𝟑𝒙 − 𝟑𝒙 + 𝒄 e.- ∫ 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑔 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝒖 = 𝑨𝒓𝒄𝒐𝒕𝒈 𝒙 → 𝒅𝒖 = 𝟏 𝟏+𝒙𝟐 . 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝒅𝒙 → 𝒗 = 𝒙 ∫ 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑔 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑔 𝑥. 𝑥 − ∫ 𝑥. 1 1 + 𝑥2 . 𝑑𝑥 𝒉 = 𝟏 + 𝒙𝟐 → 𝒅𝒉 = 𝟐𝒙. 𝒅𝒙 → 𝒅𝒙 = 𝒅𝒉 𝟐𝒙 ∫ 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑔 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑔 𝑥. 𝑥 − 1 2 ∫ 𝑥. 1 ℎ . 𝑑ℎ 𝑥 = 𝐴𝑟𝑐𝑡𝑔 𝑥. 𝑥 − 1 2 . 𝐿𝑛 ℎ + 𝑐 ∫ 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑔 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑨𝒓𝒄𝒕𝒈 𝒙. 𝒙 − 𝟏 𝟐 . 𝑳𝒏(𝟏 + 𝒙𝟐) + 𝒄 g.- ∫ 𝑥 𝑒𝑥 . 𝑑𝑥 = ∫ 𝑥. 𝑒−𝑥. 𝑑𝑥 𝒖 = 𝒙 → 𝒅𝒖 = 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝒆−𝒙 → 𝒗 = − 𝒆−𝒙 ∫ 𝑥. 𝑒−𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑥. (−𝑒−𝑥) − ∫(−𝑒−𝑥). 𝑑𝑥 = 𝑥. (−𝑒−𝑥) + ∫ 𝑒−𝑥. 𝑑𝑥 = 𝒙. (−𝒆−𝒙) − 𝒆−𝒙 + 𝒄 j.- ∫ 𝑒𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝒖 = 𝒆𝒙 → 𝒅𝒖 = 𝒆𝒙. 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝑪𝒐𝒔 𝒙. 𝒅𝒙 → 𝒗 = 𝑺𝒆𝒏 𝒙 ∫ 𝑒𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑒𝑥 . 𝑆𝑒𝑛 𝑥 − ∫ 𝑆𝑒𝑛 𝑥. 𝑒𝑥 . 𝑑𝑥 𝒖 = 𝒆𝒙 → 𝒅𝒖 = 𝒆𝒙. 𝒅𝒙; 𝒅𝒗 = 𝑺𝒆𝒏 𝒙. 𝒅𝒙 → 𝒗 = −𝑪𝒐𝒔 𝒙 ∫ 𝑒𝑥 . 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑒𝑥. 𝑆𝑒𝑛 𝑥 − [𝑒𝑥(−𝐶𝑜𝑠 𝑥) − ∫(−𝐶𝑜𝑠 𝑥). 𝑒𝑥. 𝑑𝑥] ∫ 𝑒𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑒𝑥 . 𝑆𝑒𝑛 𝑥 + 𝑒𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥 − ∫ 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑒𝑥. 𝑑𝑥 2. ∫ 𝑒𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝑒𝑥 . 𝑆𝑒𝑛 𝑥 + 𝑒𝑥. 𝐶𝑜𝑠 𝑥 → ∫ 𝑒𝑥 . 𝐶𝑜𝑠 𝑥. 𝑑𝑥 = 𝟏 𝟐 . 𝒆𝒙. (𝑺𝒆𝒏 𝒙 + 𝑪𝒐𝒔 𝒙) + 𝒄 EJERCICIO 4: b.- ∫ 𝒅𝒙 (𝒙−𝟏)(𝒙+𝟐)(𝒙+𝟑) 𝟏 (𝒙−𝟏)(𝒙+𝟐)(𝒙+𝟑) = 𝑨 𝒙−𝟏 + 𝑩 𝒙+𝟐 + 𝑪 𝒙+𝟑 𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑜𝑣𝑒𝑟 𝑙𝑎𝑠 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎 Vamos a tener en cuenta cuales son los valores de (x) que anulan cada termino en el denominador 𝑥 = 1; 𝑥 = −2; 𝑥 = −3 1 (𝑥 − 1)(𝑥 + 2)(𝑥 + 3) = 𝐴(𝑥 + 2)(𝑥 + 3) + 𝐵(𝑥 − 1)(𝑥 + 3) + 𝐶(𝑥 − 1)(𝑥 + 2) (𝑥 − 1)(𝑥 + 2)(𝑥 + 3) Para encontrar el valor de A hacemos 𝑥 = 1 1 = 𝐴(1 + 2)(1 + 3) + 𝐵(1 − 1)(1 + 3) + 𝐶(1 − 1)(1 + 2) 1 = 𝐴(3)(4) + 𝐵(0)(4) + 𝐶(0)(3) → 12𝐴 = 1 → 𝑨 = 𝟏 𝟏𝟐 Para encontrar el valor de B hacemos 𝑥 = −2 1 = 𝐴(−2 + 2)(−2 + 3) + 𝐵(−2 − 1)(−2 + 3) + 𝐶(−2 − 1)(−2 + 2) 1 = 𝐴(0)(1) + 𝐵(−3)(1) + 𝐶(−3)(0) → −3𝐵 = 1 → 𝑩 = − 𝟏 𝟑 Para encontrar el valor de C hacemos 𝑥 = −3 1 = 𝐴(−3 + 2)(−3 + 3) + 𝐵(−3 − 1)(−3 + 3) + 𝐶(−3 − 1)(−3 + 2) 1 = 𝐴(−1)(0) + 𝐵(−4)(0) + 𝐶(−4)(−1) → 4𝐶 = 1 → 𝑪 = 𝟏 𝟒 Reemplazamos en la Integral 1 12 ∫ 1 𝑥 − 1 . 𝑑𝑥 − 1 3 ∫ 1 𝑥 + 2 . 𝑑𝑥 + 1 4 ∫ 1 𝑥 + 3 . 𝑑𝑥 = 𝟏 𝟏𝟐 𝐥𝐧|𝒙 − 𝟏| − 𝟏 𝟑 𝐥𝐧|𝒙 + 𝟐| + 𝟏 𝟒 𝐥𝐧|𝒙 + 𝟑| + 𝒄 c.- ∫ 𝟐𝒙𝟐+𝟒𝟏𝒙−𝟗𝟏 (𝒙−𝟏)(𝒙+𝟑)(𝒙−𝟒) . 𝒅𝒙 2𝑥2+41𝑥−91 (𝑥−1)(𝑥+3)(𝑥−4) = 𝐴 𝑥−1 + 𝐵 𝑥+3 + 𝐶 𝑥−4 𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑣𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 Vamos a tener en cuenta cuales son los valores de (x) que anulan cada termino en el denominador 𝑥 = 1; 𝑥 = −3; 𝑥 = 4 2𝑥2 + 41𝑥 − 91 (𝑥 − 1)(𝑥 + 3)(𝑥 − 4) = 𝐴(𝑥 + 3)(𝑥 − 4) + 𝐵(𝑥 − 1)(𝑥 − 4) + 𝐶(𝑥 − 1)(𝑥 + 3) (𝑥 − 1)(𝑥 + 3)(𝑥 − 4) Para encontrar el valor de A hacemos 𝑥 = 1 −48 = 𝐴(1 + 3)(1 − 4) + 𝐵(1 − 1)(1 − 4) + 𝐶(1 − 1)(1 + 3) −48 = 𝐴(4)(−3) + 𝐵(0)(−3) + 𝐶(0)(4) → −12𝐴 = −48 → 𝑨 = 𝟒 Para encontrar el valor de B hacemos 𝑥 = −3 −196 = 𝐴(−3 + 3)(−3 − 4) + 𝐵(−3 − 1)(−3 − 4) + 𝐶(−3 − 1)(−3 + 3) −196 = 𝐴(0)(−7) + 𝐵(−4)(−7) + 𝐶(−4)(0) → 28𝐵 = −196 → 𝑩 = −𝟕 Para encontrar el valor de C hacemos 𝑥 = 4 105 = 𝐴(4 + 3)(4 − 4) + 𝐵(4 − 1)(4 − 4) + 𝐶(4 − 1)(4 + 3) 105 = 𝐴(7)(0) + 𝐵(3)(0) + 𝐶(3)(7) → 21𝐶 = 105 → 𝑪 = 𝟓 Reemplazamos en la Integral 4 ∫ 1 𝑥 − 1 . 𝑑𝑥 − 7 ∫ 1 𝑥 + 3 . 𝑑𝑥 + 5 ∫ 1 𝑥 − 4 . 𝑑𝑥 = 𝟒 𝐥𝐧|𝒙 − 𝟏| − 𝟕 𝐥𝐧|𝒙 + 𝟑| + 𝟓 𝐥𝐧|𝒙 − 𝟒| + 𝒄 g.- ∫ 𝒅𝒙 𝒙𝟐−𝒙−𝟐 𝟏 𝒙𝟐−𝒙−𝟐 = 𝟏 (𝒙−𝟐)(𝒙+𝟏) = 𝑨 𝒙−𝟐 + 𝑩 𝒙+𝟏 𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎 Vamos a tener en cuenta cuales son los valores de (x) que anulan cada termino en el denominador 𝑥 = 2; 𝑥 = −1 1 (𝑥 − 2)(𝑥 + 1) = 𝐴(𝑥 + 1) + 𝐵(𝑥 − 2) (𝑥 − 2)(𝑥 + 1) Para encontrar el valor de A hacemos 𝑥 = 2 1 = 𝐴(2 + 1) + 𝐵(2 − 2) 1 = 𝐴(3) + 𝐵(0) → 3𝐴 = 1 → 𝑨 = 𝟏 𝟑 Para encontrar el valor de B hacemos 𝑥 = −1 1 = 𝐴(−1 + 1) + 𝐵(−1 − 2) 1 = 𝐴(0) + 𝐵(−3) → −3𝐵 = 1 → 𝑩 = − 𝟏 𝟑 Reemplazamos en la Integral 1 3 ∫ 1 𝑥 − 2 . 𝑑𝑥 − 1 3 ∫ 1 𝑥 + 1 . 𝑑𝑥 = 𝟏 𝟑 𝐥𝐧|𝒙 − 𝟐| − 𝟏 𝟑 𝐥𝐧|𝒙 + 𝟏| + 𝒄 h.- ∫ 𝒙𝟐+𝟑 (𝒙−𝟐)(𝒙+𝟐)𝟐 . 𝒅𝒙 𝒙𝟐+𝟑 (𝒙−𝟐)(𝒙+𝟐)𝟐 = 𝑨 𝒙−𝟐 + 𝑩 𝒙+𝟐 + 𝑪 (𝒙+𝟐)𝟐 𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑣𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 Vamos a resolver nuestro problema utilizando una IGUALACION DE EXPRESIONES. 𝒙𝟐 + 𝟑 (𝒙 − 𝟐)(𝒙 + 𝟐)𝟐 = 𝑨(𝒙 + 𝟐)𝟐 + 𝑩(𝒙 − 𝟐)(𝒙 + 𝟐) + 𝑪(𝒙 − 𝟐) (𝒙 − 𝟐)(𝒙 + 𝟐)𝟐 𝑥2 + 3 = 𝐴𝑥2 + 4𝐴𝑥 + 4𝐴 + 𝐵𝑥2 − 4𝐵 + 𝐶𝑥 − 2𝐶 Igualamos los monomios semejantes Termino cuadrático 𝑥2 = (𝐴 + 𝐵)𝑥2 → 𝐴 + 𝐵 = 1 → 𝐵 = 1 − 𝐴 (1) Termino lineal 0𝑥 = (4𝐴 + 𝐶)𝑥 → 4𝐴 + 𝐶 = 0 → 𝐶 = −4𝐴 (2) Termino independiente 3 = 4𝐴 − 4𝐵 − 2𝐶 (3) Reemplazamos (1) y (2) en (3) 4𝐴 − 4(1 − 𝐴) − 2(−4𝐴) = 3 → 16𝐴 = 7 → 𝑨 = 𝟕 𝟏𝟔 Reemplazamos en (1) para conocer B 𝐵 = 1 − 7 16 → 𝑩 = 𝟗 𝟏𝟔 Reemplazamos en (2) para conocer C 𝐶 = −4. 7 16 → 𝑪 = − 𝟕 𝟒 Reemplazamos en la Integral 7 16 ∫ 1 𝑥 − 2 . 𝑑𝑥 + 9 16 ∫ 1 𝑥 + 2 . 𝑑𝑥 − 7 4 ∫ 1 (𝑥 + 2)2 . 𝑑𝑥 = 𝟕 𝟏𝟔 𝐥𝐧|𝒙 − 𝟐| + 𝟗 𝟏𝟔 𝐥𝐧|𝒙 + 𝟐| + 𝟕 𝟒 . 𝟏 𝒙 + 𝟐 + 𝒄 i.- ∫ 𝟑𝒙𝟐−𝟐𝒙+𝟓 (𝒙+𝟑)𝟑 . 𝒅𝒙 𝟑𝒙𝟐−𝟐𝒙+𝟓 (𝒙+𝟑)𝟑 = 𝑨 𝒙+𝟑 + 𝑩 (𝒙+𝟑)𝟐 + 𝑪 (𝒙+𝟑)𝟑 Tenemos 3 fracciones porque el factor lineal está elevado al cubo. Vamos a resolver nuestro problema utilizando una IGUALACION DE EXPRESIONES. 𝟑𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟓 (𝒙 + 𝟑)𝟑 = 𝑨(𝒙 + 𝟑)𝟐 + 𝑩(𝒙 + 𝟑) + 𝑪 (𝒙 + 𝟐)𝟑 𝟑𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟓 = 𝐴𝑥2 + 6𝐴𝑥 + 9𝐴 + 𝐵𝑥 + 3𝐵 + 𝐶 Igualamos los monomios semejantes Termino cuadrático 3𝑥2 = 𝐴𝑥2 → 𝐴 = 3 Termino lineal −2𝑥 = (6𝐴 + 𝐵)𝑥 → 6𝐴 + 𝐵 = −2 → 𝐵 = −20 Termino independiente 5 = 9𝐴 + 3𝐵 + 3𝐶 → 𝐶 = 38 3 Reemplazamos en la Integral 3 ∫ 1 𝑥 + 3 . 𝑑𝑥 − 20 ∫ 1 (𝑥 + 3)2 . 𝑑𝑥 + 38 3 ∫ 1 (𝑥 + 2)3 . 𝑑𝑥 = 𝟑 𝐥𝐧|𝒙 + 𝟑| + 𝟐𝟎 𝟏 𝒙 + 𝟑 − 𝟏𝟗 𝟑 . 𝟏 (𝒙 + 𝟑)𝟐 + 𝒄 OTRO CASO MUY INTERESANTE ∫ 𝟓𝒙𝟐 + 𝟑𝒙 − 𝟏 𝒙𝟑 − 𝟐𝒙𝟐 + 𝒙 − 𝟐 . 𝒅𝒙 5𝑥2 + 3𝑥 − 1 𝑥3 − 2𝑥2 + 𝑥 − 2 = 5𝑥2 + 3𝑥 − 1 (𝑥 − 2)(𝑥2 + 1) = 𝐴 𝑥 − 2 + 𝐵𝑥 + 𝐶 𝑥2 + 1 En este caso debemos utilizar este numerador en el segundo termino puesto que factor es cuadrático 5𝑥2 + 3𝑥 − 1 (𝑥 − 2)(𝑥2 + 1) = 𝐴(𝑥2 + 1) + (𝐵𝑥 + 𝐶)(𝑥 − 2) (𝑥 − 2)(𝑥2+ 1) 5𝑥2 + 3𝑥 − 1 = 𝐴𝑥2 + 𝐴 + 𝐵𝑥2 − 2𝐵𝑥 + 𝐶𝑥 − 2𝐶 Vamos a resolver nuestro problema utilizando una IGUALACION DE EXPRESIONES. Termino cuadrático 5𝑥2 = (𝐴 + 𝐵)𝑥2 → 𝐴 + 𝐵 = 5 → 𝐵 = 5 − 𝐴 (1) Termino lineal 3𝑥 = (−2𝐵 + 𝐶)𝑥 → −2𝐵 + 𝐶 = 3 (2) Termino independiente −1 = 𝐴 − 2𝐶 → 𝐶 = 𝐴 2 + 1 2 (3) Reemplazamos (1) y (3) en (2) −2(5 − 𝐴) + 𝐴 2 + 2 2 = 3 → 𝐴 = 5 Reemplazamos en (1) para conocer B 𝐵 = 5 − 5 → 𝐵 = 0 Reemplazamos en (3) para conocer C 𝐶 = 5 2 + 1 2 → 𝐶 = 3 Reemplazamos en la Integral 5 ∫ 1 𝑥 − 2 . 𝑑𝑥 + 3 ∫ 1 𝑥2 + 1 . 𝑑𝑥 = 𝟓 𝒍𝒏|𝒙 − 𝟐| + 𝟑𝑨𝒓𝒄𝒐𝒕𝒈 𝒙 + 𝒄
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