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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 1 FACULTAD DE INGENIERÍA CÁLCULO 2 SEMANA 5 INTEGRAL DEFINIDA Y SUS APLICACIONES FUNCION GAMMA Y BETA INGENIERÍA X Y ( ) −−= 0 1 dxexn xn −− −= 1 0 11 )1(),( dxxxnmB nm DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 2 FACULTAD DE INGENIERÍA CÁLCULO 2 INGENIERÍA FUNCIÓN GAMMA Y FUNCIÓN BETA 1. FUNCION GAMMA DEFINICIÓN.- La función Gamma, denotada por (n), se define por la siguiente integral impropia: ( ) −−= 0 1 dxexn xn Obs: El valor de dicha integral es s s Donde : 5! = (5)(4)(3)(2)(1)=120; 6!=(6)(5)(4)(3)(2)(1)=720 PROPIEDADES IMPORTANTES: a) ( ) ( )nnn =+ 1 b) = 2 1 2. FUNCION BETA DEFINICIÓN.- La función Beta, denotada por B(m,n), se define por la siguiente integral impropia −− −= 1 0 11 )1(),( dxxxnmB nm PROPIEDADES IMPORTANTES: a) ( ) ( )mnBnmB ,, = b) Para todo m > 0 ; n > 0, se cumple: ( ) ( ) ( ) −−= 2 1212, 2 1 dCosSennmB nm c) )( )()( ),( nm nm nmB + = d) − = +0 1 10; )(1 n nSenx dxxn ( )!1-n (n) = DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 3 FACULTAD DE INGENIERÍA EJERCICIOS NIVEL 1 1) Identifique colocando verdadero ( V ) o falso ( F ) a la integral que se representa como una función Gamma. a) − 0 2 dxex x ………….…….… ( ) b) ∫ √−𝒙𝒆−𝟐𝒙𝒅𝒙 𝟎 −∞ ………………. ( ) c) − 0 2 dxe x ………..….……… ( ) d) ∫ (𝒙𝑳𝒏𝒙)𝟑𝒅𝒙 𝟏 𝟎 ……….……… ( ) e) − 0 2 dxex x ………..…… ( ) f) −− 0 2 dxex x …………… ( ) g) − 0 dxex x ………….… ( ) h) − 0 22 dxex x …….……… ( ) i) 0 22 dxex x ….……..…… ( ) j) 0 xex dx ……….……..… ( ) k) −0 2 2 2 dx e x x ………………… ( ) l) − 0 2 dxe x ………..….……… ( ) m) ( ) 1 0 dxxLn …….…………… ( ) n) ( ) 0 3 dxxLnx ……….……… ( ) o) 0 3 dx Lnx x …………..…… ( ) p) − 0 36 dxex x ………….…….… ( ) 2) Identifique colocando verdadero ( V ) o falso ( F ) a la integral que se representa como una función Beta. a) ( ) − 1 0 33 1 dxxx …..……….( ) b) − 1 0 3 1 1 1 dx x …………….( ) c) 20 65 cos xdxxsen …………….( ) d) − 2 2 10cos xdx …………………..( ) DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 4 FACULTAD DE INGENIERÍA e) ( ) −1 0 1 dx x x …..………….( ) f) 20 5 xdxsen …….………….( ) g) ∫ 𝒄𝒔𝒄−𝟒 𝒙 𝒅𝒙 𝝅 𝟐 𝟎 ……………….( ) h) 20 97 cos xdxxsen …………….( ) i) ∫ 𝟏 𝒔𝒆𝒏−𝟖𝒙 𝒄𝒐𝒔−𝟏𝟎 𝒙 𝒅𝒙 𝝅 𝟐 𝟎 ………..…..( ) j) − 2 2 10 dxsen …………………….( ) NIVEL 2 1) Represente cada integral como una función gamma a) 0 2 2 2 dx e x x b) ( ) 1 0 4 dxLnx c) 0 3 6 dx e x x d) 0 2 1 dx ex x e) 0 2 1 dx ex x f) ( ) 1 0 3 dxxLnx 2) Represente cada integral como una función Beta a) − 1 0 3 1 1 1 dx x a) − 2 2 46 cos xdxxsen b) ( ) − 1 0 33 1 dxxx c) ∫ 𝒙𝟑 (𝟏−𝒙)𝟑/𝟐 𝒅𝒙 𝟏 𝟎 d) −1 0 1 dx x x e) − 2 2 6 xdxsen DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 5 FACULTAD DE INGENIERÍA 3) Utilice las propiedades (A ) y ( B) para calcular los valores de las funciones Gamma y Beta ( A ) = 2 1 ( B ) ( ) ( )nnn =+ 1 (a) ................... 2 7 = b) Generalice imparn n 2 (b) ................... 2 3 = (c) ................... 2 5 = (d) ................... 2 9 = (e) ................... 2 11 = 4) Calcule el valor de: a) − 2 1 b) 2 3 ,5B b) ( )4 c) 2 11 d) ( )4,2B e) 4, 2 1 B DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 6 FACULTAD DE INGENIERÍA NIVEL 3 1. Calcular el área limitada por la curva 𝒚 = 𝒙𝟐𝒆−𝒙 𝟐 ; 𝑥 ≥ 0, y el eje X. Sug: Grafique y utilice la función Gamma 2. Calcular el área limitada por la curva 𝒚 = 𝒙𝟒𝒆−𝒙 ; 𝑥 ≥ 0, y el eje X. Sug: Grafique y utilice la función Gamma 3. Calcular el área encerrada por la curva 13/23/2 =+ yx . Sug: Grafique y utilice la función Beta 4. Calcular el área encerrada por la curva 𝑥2/5 + 𝑦2/5 = 1. Sug: Utilice la función Beta. BIBLIOGRAFIA # Código UPN-L AUTOR TITULO Pág. 1 515 STEW/D STEWART. JAMES Cálculo diferencial e integral 428- 455 2 515.15/ LARS LARSON, RON Cálculo 1 478-508 DEPARTAMENTO DE CIENCIAS 7 FACULTAD DE INGENIERÍA
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