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Cálculo 1 SESIÓN 11: La antiderivada. Integral indefinida 1 Héctor Paredes Aguilar Temperatura del Cuerpo 8°C Temperatura del Refrigerador= 5°C ¿Qué pasa con la temperatura del cuerpo? El calor transferido hacia el cuerpo o viceversa es Si la diferencia de temperaturas entre un cuerpo y su medio ambiente no es demasiado grande Ley de enfriamiento de Newton ¿Cuál es la altura h(t) del agua en cualquier instante de tiempo t ? Si la altura disminuye a razón de: Vaciado de un tanque Se Conoce Piden RC de la temperatura de un cuerpo Función Temperatura Razón de cambio de la altura Función Altura ¿Qué tienen en común? Ley de enfriamiento y vaciado de un tanque ¿Qué es una derivada? ¿Para qué sirven las derivadas ? ¿Cuál es la operación inversa a la derivación? ¿En qué consiste el proceso de integrar? Respondemos: ¿Cómo resolvemos las situaciones presentadas? Al finalizar la sesión, el estudiante resuelve problemas vinculados a la gestión e ingeniería a partir de Ecuaciones Diferenciales (ED) con una condición inicial, usando el cálculo de las integrales inmediatas y las reglas básicas de integración indefinida. LOGRO Distancia Velocidad Ingresos Ingresos Marginales Costo Costo Marginal Población Razón de Crecimiento de la población Derivada Antiderivada La integral indefinida Derivada y Antiderivada. Para , la función: es una antiderivada Ejemplo 1: pues: Una función F recibe el nombre de primitiva o Antiderivada de f en un intervalo I si: La antiderivada Definición. Son antiderivadas De la misma forma, son antiderivadas las siguientes funciones: Puesto que: La antiderivada Significado geométrico: Si es una antiderivada de en I , cualquier otra antiderivada de f en I es una curva paralela al gráfico de Si F es una antiderivada de f sobre un intervalo I, entonces la antiderivada general de f sobre I es: C es una constante La antiderivada Interpretación geométrica. Miembros de la familia de Antiderivadas de de es es Dando valores a la constante C, obtenemos una familia de funciones cuyas gráficas son traslaciones verticales de una a otra. La antiderivada Ejemplo. Constante de Integración Función Integrando Variable de Integración Símbolo de Integral Diferencial de x Una antiderivada de f La integral indefinida Definición. La Integral Indefinida de una función f(x) es la antiderivada general de la función. F es una antiderivada de f en un intervalo NOTACION La integral indefinida Conclusión. Las constantes pueden salir y entrar del signo de la integral indefinida. La integral indefinida de una suma (resta) de dos funciones es la suma (resta) de las integrales indefinidas. La integral indefinida Propiedad de linealidad. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. La integral indefinida Integrales inmediatas. Encontrar las siguientes Integrales: La integral indefinida Ejemplos. Ejemplo: Ecuación Diferencial Condición Inicial Es aquella condición que se expresa Condición Inicial: Esta condición permite determinar la Solución Particular de la ED. La integral indefinida Ecuación diferencial. Resuelva la siguiente Ecuación Diferencial Esta solución se denomina Solución General pues depende de una constante C Para resolverla se integra ambos miembros, obteniendo: Si: Se reemplaza la CI en la SG: Obteniendo: La solución particular es: La integral indefinida Ejemplo ED. Se tiene un tanque con área seccional constante de 50 m2 y un agujero de un área seccional constante de 0.05 m2, localizado en la parte inferior del tanque. h El tanque se llena con agua hasta una altura de h metros y se deja vaciar, la altura del agua disminuye a razón: Determine la altura del agua en cualquier instante t. Ecuación Diferencial Si su altura es de 5 metros. Condición Inicial La integral indefinida Problema: Vaciado de un tanque La integral indefinida Pasos para resolver una ED. 1 Integrar la ED 2 Reemplazar la C.I. para calcular la constante C 3 Dar respuesta a la interrogante del problema. En equipos de cuatro estudiantes desarrollar los ejercicios indicados por el docente de los niveles 1, 2 y 3. Trabajo en equipo # CÓDIGO AUTOR TÍTULO EDITORIAL 1 515.33 PURC PURCELL, EDWIN J. Cálculo Diferencial E Integral Pearson Educación 2 515 STEW/P 2007 STEWART, JAMES Cálculo De Una Variable: Transcendentes Tempranas Thomson Learning 3 515.15/ LARS LARSON, RON Cálculo Mcgraw-Hill REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS () a dT KTt dt =- æö =- - ç÷ èø dh1 t 20 dt25 50 2 ()3 fxx = 3 () Fxx = ( ) ( ) ' 32 '()=3() '()() Fxxxfx Fxfx == Þ= para todo ()() FxfxxI ¢ =Î 2 ()3 fxx = 3 1 () +1 Fxx = 3 2 () +2 Fxx = 3 3 () - 1 Fxx = 3 4 ()- 2 Fxx = +C; Ces una costante cualquiera i Fxx = 3 () ( ) 2 '()3() '()() i Fxxfx Fxfx == Þ= () FxC + () Fx () fx () yFx = 2 + 3 x 3 x + 3 x1 3 x-1 3 x-2 2 ()3 fxx = 3 () FxxC =+ x y ()() f xx C ) d F ( x =+ ò ()() fxdxFxC =+ ò [ ] ( 4 ) ( .1.()()) ) ) ( () ( f xxgxx gx dd x d x f =+ + òòò fxdxf C d C xx = òò ()()( 4 ) . ( 2 ) . [ ] ()()()() AA fxgxdxfxdxx B dx B g +=+ òòò dxxc =+ ò sectansec xxdxxc =+ ò csctcsc xcoxdxxc =-+ ò tanln|cos|ln|sec| xdxxcxc =-+=+ ò tln|se| coxdxnxc =+ ò secln|sectan| xdxxxc =++ ò cln|ct| csxdxcsxcoxc =-+ ò 22 1 x dxarcsenc a ax æö =+ ç÷ èø - ò 1 1 n n x xdxc n + =+ + ò 1 ln|| dxxc x =+ ò xx edxec =+ ò ln x x a adxc a =+ ò cos senxdxxc =-+ ò cos xdxsenxc =+ ò 2 sectan xdxxc =+ ò 2 sccot cxdxgxc =-+ ò 2 4 dfx x dx =+ (0)5 f = 00 () fxy = 2 1 2 df x dx x =+ 3 () 3 x fxxC =++ 3 0 (0)055 3 fCC =++=Þ= 3 ()5 3 x fxx =++ 1 20, 2550 dht dt æö =-- ç÷ èø ()() y xxxC ) f d F ( ==+ ò
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