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2010 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECyT “WILFRIDO MASSIEU” Departamento de Unidades de Aprendizaje Del Área Básica PROFR.LUIS ALFONSO RONDERO G. CÁLCULO INTEGRALSOLUCIÓN DE PROBLEMAS PROPUESTOS EN GUÍAS Y PROBLEMASESPECIALES INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 2 PROBLEMAS RESUELTOS DE INTEGRALES INMEDIATAS . Verificación por derivación INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 3 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 4 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 5 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 6 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 7 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 8 ACTIVIDAD I. PROBLEMAS PROPUESTOS EN LA GUÍA II INTEGRALES QUE SE RESUELVEN EMPLEANDO IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS FUNDAMENTALES PARA INTEGRAR POTENCIAS DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS Y PRODUCTOS DE POTENCIAS TRIGONOMÉTRICAS. La siguiente tabla de identidades trigonométricas es fundamental para realizar todas las transformaciones necesarias para simplificar las expresiones trigonométricas contenidas en las integrales. Identidades trigonométricas Problema 1 xdxxdxdxdxxx dxxdxxsenxdxsen 2cos 4 1 2cos 2 1 4 1 2cos2cos21 4 1 2cos1 2 1 22 2 2 24 du du dxdu xu 2 2 2 dx dv dxdv xv 2 2 2 1) dxsen 4 6) xdx 3tan 11) dxxxsen 32 cos 16) xdxxtg 4sec4 43 2) dxsen 5 7) xdx3tan 4 12) dxxxsen 43 cos 17) xdxxsen 23 cos 3) xdx3cos 4 8) xdxctg 2 13) xdxxsen 2cos2 35 18) xdxx 43 sectan 4) xdx2cos 5 9) xdxctg 3 14) xdxx 53 sectan 19) xdxx 35 sectan 5) xdx 2tan 10) dxxctg 4 15) xdxx 63 sectan 20) xdxxsen 33 cos INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 9 dvvsenuxvdvudux dv v du ux 2cos1 2 1 8 1 4 1 4 1 cos 8 1 cos 4 1 4 1 2 cos 4 1 2 cos 2 1 4 1 2 2 vdvdvxsenxdvvxsenx 2cos16 1 16 1 2 4 1 4 1 2cos1 16 1 2 4 1 4 1 dv dw dvdw vw 2 2 2 xsenxxsenx senwxxsenx dw wvxsenx 4 32 1 8 1 2 4 1 4 1 32 1 2 16 1 2 4 1 4 1 2 cos 16 1 16 1 2 4 1 4 1 cxsenxsenx 4 32 1 2 4 1 8 3 Problema 2 xsenxdxxsenxdxsenxdx dxxsenxxsenxsenx senxdxxxsenxdxx dxxsensenxxdxsenxsenxdxsen 42 42 42 2 2 2245 coscos2 coscos2 coscos21cos1 53 2 cos2cos2cos 53 4242 vuxdvvduuxduvduux c x xx 5 cos cos 3 2 cos 5 3 senxdxdu senxdxdu xu cos senxdxdv senxdxdv xv cos INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 10 Problema 3 Problema 4 Problema 5 dxxdxdxxxdx 222 sec1sectan cxx tan Problema 6 xdxxdxx xdxxxdxxxdx tantansec tan1sectantantan 2 223 xdxdu xu 2sec tan cxLn u cxLnudu sec2 sec 2 cxLn x sec 2 tan2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 11 Problema 7 duuuuduuxdx 1sectan3 1 tantan 3 1 3tan 22224 duuduuu 222 tan 3 1 sectan 3 1 v = tg u ; dv = sec2u du )3( 3 1 3tan 3 1 3tan 9 1 3 1 tan 9 1 3 1 3 1 9 1 3 1 sec 3 1 33 1 1sec 3 1 3 1 33 32 3 22 xxxcxvu uutgvduudu v duudvv cxxx 3tan 3 1 3tan 9 1 3 Problema 8 dxxdxdxxxdx 222 csc1csccot cxctgx Problema 9 senxLnduuxdxxdxx dxxxxdxxxdx cotcsccot 1csccotcotcotcot 2 223 xdxdu xdxdu ctgxu 2 2 csc csc senxLn u senxLnudu 2 2 csenxLn xctg 2 2 Problema 10 xdxxdxx dxxxxdxxxdx 222 22224 cotcsccot 1csccotcotcotcot xdxdu xdxdu xu 2 2 csc csc cot dxdu xu 3 1 3 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 12 cxxctgudxxdxduudxxduu 3 csc1csc 3 2222 cxx x cot 3 cot 3 Problema 11 Problema 12 Problema 13 = Problema 14 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 13 dxxx 53 sectan cxx 57 sec 5 1 sec 7 1 Problema 15 dxxxxxdxxxx dxxxxdxxxxxdxx 24232223 2 2 2324363 sec)tantan21(tansectan1tan secsectansecsectansectan xdxxxdxxxdxx 272523 sectansectan2sectan c uuu uduuduu 86 2 4 2 864 753 c xxx 8 tan 3 tan 4 tan 864 Problema 16 = Problema 17 dxsenxxdxsenxxdxsenxxx dxsenxxxsenxdxxsen 4222 2223 coscoscoscos1 coscos senxdxdu senxdxdu xu cos c uu duuduu 53 53 42 c xx 5 cos 3 cos 53 xdxdu xu 2sec tan INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 14 Problema 18 dxxxdxxxdxxxx dxxxxdxxx 2523223 22343 sectansectansectan1tan secsectansectan c uu duuduu 64 64 53 c xx 6 tan 4 tan 64 Problema 19 dxxxxxxdxxxxx dxxxxxdxxxxxdxxx tansecsec1sec2sectansecsec1sec tansecsectantansecsectansectan 2242 2 2 2 2 22435 dxxxxdxxxdxxxx tansecsectansecsec2tansecsec 246 c uuu duuduuduu 35 2 7 2 357 246 cxxx 357 sec 3 1 sec 5 2 sec 7 1Problema 20 dxxxsendxxxsen dxxxsenxsendxxxxsendxxxsen coscos cos1coscoscos 53 232333 c uu duuduu 64 64 53 c xsenxsen 64 64 xdxdu senxu cos xdxdu xu 2sec tan xxdu xu tansec sec INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 15 ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA I . PROBLEMAS PROPUESTOS EN LA GUÍA II INTEGRALES QUE SE RESUELVEN EMPLEANDO IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS FUNDAMENTALES PARA INTEGRAR POTENCIAS DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS Y PRODUCTOS DE POTENCIAS TRIGONOMÉTRICAS. S o l u c i o n e s 1. Solución: 2. Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 16 3. Solución: 4. Solución: 5. Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 17 6. Solución: 7. Solución: 8. Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 18 9. Solución: 10. Solución: 11. Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 19 En éste mismo espacio se resuelve la integral de la secante cúbica que se requiere para el siguiente ejercicio. 12. Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 20 SOLUCIÓN AL PROBLEMA PROPUESTO INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 21 Actividad complementaria II: Soluciones Problema 1 Problema 2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 22 Problema 3 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 23 Problema 4 Problema 5 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 24 Problema 6 Problema 7 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 25 Problema 8 Problema 9 Problema 10 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 26 Problema 11 Problema 12 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 27 Problema 13 Problema 14 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 28 Problema 15 Problema 16 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 29 Problema 17 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 30 INTEGRACIÓN POR PARTES. ACTIVIDAD II.PROBLEMAS PROPUESTOS EN LA GUÍA II PROBLEMAS RESUELTOS. 1. cxxsenxcxxsenxsenxdxsenxxxdxx coscoscos xdxdv xu cos senxv dxdu 2. cxxsenxxx xxsenxxx dxxsenxsenxxx dxxxxx dxxxxx vduuvdvudxxsenx cos22cos cos2cos 2cos cos2cos 2coscos 2 2 2 2 2 2 xsenv dxdu dxxdv xu dxxsendv xv dxxdu xu cos cos 2 2 3. cexe dxexedxxe xx xxx x x ev dxdu dxedv xu 4. ceexex dxexeex dxxeex dxxeex vduuvdvudxex xxx xxx xx xx x 22 2 2 2 2 2 2 2 2 x x x x ev dxdu dxedv xu ev dxxdu dxedv xu 2 2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 31 5. dwewedwewedwwe dw wedxxexdxex wwwwwwxx 2 1 2 1 2 1 2 1 2 22 23 u=w ; dv=ew dw ; du=dw ; v=ew cewe ww 2 1 2 1 ceex xx 22 2 1 2 1 2 6. cxxLnxdxxLnx x dx xxLnxdxxLn dxdv xLnu xv x dx du 7. dxxdxxLnxxLnxx dxxxLnxxxLnxdxxxLn 22 cxxx x xxLnx dxxLnx x xxLnxdxxLnxdxLnxx 22 2 22 2 22 4 1 ln 2 1 2 2 2 xxLnxv dxdu dxxLndv xu 8 cxsenxxxsenx xsenxxxsenx dxxxxxsenx dxxxxxsenx dxxsenxxsenx dxxsenxxsenx vduuvdvudxxx 2cos2 cos2 coscos2 coscos2 2 2 cos 2 2 2 2 2 2 2 xv dxdu dxxsendv xu xsenv dxxdu dxxdv xu cos 2 cos 2 xdx dw xdxdw xw 2 2 2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 32 9. x x ev dxxdu dxedv xu 2 2 2 3 2 1 3 u u e due dx du dxdu xu 2 1 2 1 2 2 2 c exe e xe dxe xe dxeexdxxe xx x x x x xxx 422 1 2 1 22 1 22 1 2 1 222 2 2 2 222 x2uuux2 e 2 1 e 2 1 due 2 1 2 du edxev Finalmente la integral original se resuelve así: xxxx xxx x xxx x x xexeexex cxexeex ex dxexeex ex dxex 222223 2222 23 2222 23 23 8 3 4 3 4 3 2 1 2 1 4 3 4 3 4 3 2 4 3 4 3 4 3 2 dxxe exex dxxe exex dxex ex dxxe ex vduuvdvudxex x xx x xx x x x x x 2 2223 2 2223 22 23 22 23 23 22 3 2 2 2 1 22 3 2 2 3 2 3 2 1 2 x x edvv dxdu dxedv xu 2 2 2 1 dx du dxdu xu 2 2 2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del ÁreaBásica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 33 10. dxxe x cexe)e(xedxexedxe)e(x xxxxxxxx INTEGRALES DE POTENCIAS DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS.PROBLEMAS ESPECIALES. PROBLEMA 1. = = PROBLEMA 2. x x evdxdu dxedvxu INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 34 = = = - = COMPROBACIÓN = = = = = = PROBLEMA 3. = = INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 35 = COMPROBACIÓN PROBLEMA 4. = = = PROBLEMA 5. = = PROBLEMA 6. d ctg tg 3 = = INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 36 PROBLEMA7. u cosy du seny dy seny dy ( ) 2 ( du du du 2 · c y y + 2 (1 y y) c INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 37 PROBLEMA 8 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 38 INTEGRALES QUE SE RESUELVEN EMPLEANDO CAMBIO DE VARIABLE PROBLEMA 1. xx dx 3 Hacemos la sustitución : xu 6 ya que “ 6 “ es el m.c.m de los índices de ambos radicales :2 y 3 duudx xu 56 6 1 ; Además 23 ux 3ux u duu uu duu xx dx 1 6 6 3 32 5 3 Hacemos la sustitución t= u+1 y u=t-1 entonces du = dt t dtttt t dtt 133 6 1 6 233 cuuuu ctt tt dt t tt 1ln61181912 ln3 2 3 3 6 1 336 23 23 2 Por lo tanto: cxxxx xx dx 1ln61181912 66 2 6 3 6 3 INTENTA REALIZAR LA COMPROBACIÓN ¡¡¡¡ INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 39 PROBLEMA 2. ¡MUY DIFÍCIL! dx Se factoriza x y se introduce bajo el radical : dx = dx u = 2 du = dx =6 dx dx ⋅ du ⋅ c COMPROBACIÓN: d ⋅ 4 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 40 INTEGRALES QUE SE RESUELVEN EMPLEANDO INTEGRACIÓN POR PARTES PROBLEMA 1. PROBLEMA 2. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 41 PROBLEMA 3. PROBLEMA 4. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 42 PROBLEMA 5. - Demostrar la siguiente igualdad : xdxsen n n n xxsen xdxsen n n n 2 1 1cos Solución: xsenxdxsenxdxsen nn 1 Proponiendo: u= xsenn 1 Dv= senxdx xdxxsennxxsenxdxsen nnn 221 cos1cos xdxsennxdxsennxxsen nnn 11cos 21 Agrupando se tiene: xdxsen n n n xxsen xdxsen n n n 2 1 1cos …… Así queda demostrado PROBLEMA 6. dx x Cose x Cosedx x Sene xxx 3 9 3 3 3 333 xeu 3 dx x Sendv 3 ; xeu 3 dx x Cosdv 3 dxedu x33 dxedu x Cosv x33; 3 3 3 3 x Senv C x Cos x Sene dx x Sene x Sene x Cose x xxx 33 9 82 3 3 81 3 27 3 3 3 333 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 43 PROBLEMA 7. xdxx n ln dxx n x n x x dx x n x n x x dx n x x n x n n n n nn 11 1 1 1 11 1 1 ln 1 1 1 ln 1 1 ln 1 c n x n x c n x x n x c n x n l x n x dxx n l x n x n nn nn n n 1 1 ln 1 1 ln 1 11 ln 1 1 ln 1 1 2 11 11 1 PROBLEMA 8. Sea u= x ; du= dx dv= ; w= ; V= - V= - INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 44 PROBLEMA 9 u= arctanx ; dv = xdx ; v= Haciendo la división: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 45 PROBLEMA 10. Sea u= Integrando por partes INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 46 PROBLEMA 11. Sea Integrando esta ultima por partes: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 47 x u x²-9 3 x z x²+16 4 ACTIVIDAD III.PROBLEMAS PROPUESTOS INTEGRALES QUE SE RESUELVEN EMPLEANDO INTEGRACIÓN POR SUSTITUCIÓN TRIGONOMÉTRICA PROBLEMA 1. 5 Secu x 3 secu dx 3 secu tgu du 5 45 15 15 udu 15tgu = 15 +C 5 PROBLEMA 2 tg z x 4 tgz dx 4 4 4 4 4 4tg z 4z x 4arctg INSTITUTOPOLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 48 x u 9-x² 3 PROBLEMA 3 5 25 25 5 Sen u x 5 senu dx 5 cos u du 5 25 5 5 5 u al llegar a ésta parte debemos pensar en quién es u ? y al observar el triángulo comprendemos que u es el ángulo cuyo seno vale : , lo cual se escribe: arc sen el resultado final es: 5 arcsen +c PROBLEMA 4 Sen u x 3senu dx 3cosu du 9 9 9 cos2u) du INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 49 v 2u dv 2du du u · arc sen senv arc sen sen 2v c arc sen · · c arc sen x PROBLEMA 5 Después de todos los problemas que hemos resuelto juntos estás obligado a resolverlo tú. Inténtalo y consíguelo ! PROBLEMA 6 Sec w x dx secw tgw dw = = = + c PROBLEMA 7 Después de todos los problemas que hemos resuelto juntos estás obligado a resolverlo tú. Inténtalo y consíguelo ! INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 50 PROBLEMA 8 = = = = = = + + c = + + C PROBLEMA 9 Después de todos los problemas que hemos resuelto juntos estás obligado a resolverlo tú. Inténtalo y consíguelo ! PROBLEMA 10 1 x 1-x² INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 51 PROBLEMA 11 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 52 Actividad Complementaria III. Resuelve las siguientes integrales indicando planteamientos ,operaciones y resultado. Sustituyendo estos valores en (1), se obtiene: Sustituyendo estos valores en (1), se obtiene: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 53 Solución: (Fig.1) Sustituyendo estos valores en (1), se obtiene: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 54 Solución: Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 55 Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 56 Solución: INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 57 ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA IV. INTEGRACIÓN DE FUNCIONES RACIONALES, POR FRACCIONES PARCIALES, CUANDO EL DENOMINADOR SÓLO TIENE FACTORES LINEALES En los siguientes ejercicios, obtenga la integral indefinida: S o l u c i o n e s INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 58 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 59 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 60 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 61 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 62 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 63 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 64 Integración de funciones racionales, por fracciones parciales, cuando el denominador contiene factores cuadráticos Ejercicios resueltos INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 65 S o l u c i o n e s INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 66 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 67 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 68 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 69 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 70 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 71 MÁS PROBLEMAS SOBRE FRACCIONES PARCIALES. Caso 1- De esta ecuación obtenemos el siguiente sistema: A+B=1 A-4B=0 Resolviendo este sistema obtenemos: A= INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del ÁreaBásica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 72 Efectuando la división Caso 2 De ésta identidad obtenemos A=6 -2A-B=-8 A+B+C=3 Resolviendo el sistema tenemos A=6 ; B=-4 ; C=1 = INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 73 Sea u=1-x ; =- =- +4 =- Caso -x+3=A ( -x+3=A -x+3=(A+B) De esta identidad obtenemos que A+B= 0 -2ª+C= -1 3A= 3 Resolviendo el sistema A= 1 , B = -1 , C = 1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 74 Sea u= = = = Caso IV.- = +Cx+D +(A+C) x+B+D De esta identidad tenemos A=2 B=0 A+C=0 B+D=0 Resolviendo el sistema A=2 ;B=0 ; c=-2 ; D =0 ∴ Sea u= = INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 75 Realizando división: dx Caso 1 5x+4 = A 5x+4 = Ax+2A+Bx - 4B 5x+4=(A+B) x + 2A-4B De ésta identidad obtenemos el siguiente sistema A+B = 5 2A-4B = Resolviendo el sistema obtenemos A=4 ;B=1 = x + 4 = x + 6) Multiplicando ambos miembros por eliminamos los denominadores y obtenemos : X=A(x-2)+B = Ax-2A+B INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 76 De esta identidad tenemos que: A=1 & -2A+B=0 Resolviendo el sistema: A=1 ;B=2 Sea = = = 7) Caso 1 Ax+A+Bx+2B De esta identidad tenemos: A+B=5 A+2B=8 Resolviendo el sistema tenemos que A=2 ,B=3 =2 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 77 8) Caso 3 (A+B) De esta identidad tenemos : A+B= 4 C= 0 3A=6 Resolviendo el sistema a=2 ,b=2 c=0 =2 = 9) A A+B +Ct-2C-2Bt A+B ) + (C-2B) t +4 A-2C DE ESTA IDENTIDAD OBTENEMOS EL SIGUIENTE SISTEMA: A+B=2 C-2B=-4 4A-2C=-4 RESOLVIENDO EL SISTEMA : A = -1 , B= 1 – A = 2 , C=0 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 78 PROBLEMA DE CONCURSO INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 79 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 80 ¡ MÁS PROBLEMAS DE INTEGRACIÓN POR SUSTITUCIÓN TRIGONOMÉTRICA! P1) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 81 P2) P3) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 82 La integral de la secante cúbica ya fue resuelta en el tema de integración por partes = P4) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 83 = P5) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 84 P6) P7) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 85 P8) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 86 P9) Integrando ésta última por partes : INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 87 P10) P11) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 88 P12) - P13) INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CECYT “WILFRIDO MASSIEU PÉREZ” Departamento de Unidades de Aprendizaje del Área Básica PROFR. LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 89 BIBLIOGRAFÍA AYRES, F. “CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL”. SERIE SCHAUM, MC GRAW-HILL, MÉXICO. BOSCH-GUERRA. “CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL”.ED.PUBLICACIONES CULTURAL,MÉXICO DEL GRANDE, D. “CÁLCULO ELEMENTAL”. ED. 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LUIS ALFONSO RONDERO GARCÍA Página 90 PÁGINAS ELECTRÓNICAS http://www.vitutor.com http://www.vadenumeros.es http://www.vadenumeros.es/index.htm http://www.acienciasgalilei.com HTTP://WWW.MATEMATICASBACHILLER.COM HTTP://WWW.MATEMATICASBACHILLER.COM/TEMARIO/CALCULIN/TEMA_01/INDICE .HTML
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