CALCULO DE INTEGRALES INDEFINIDAS
Ge Contreras Tarea 3 de Diciembre de 2015
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CALCULO DE INTEGRALES INDEFINIDAS.
D) TRIGONOMETRICAS.
Cálculo de Integrales Indefinidas "Por Partes"
Integración por partes.
Se basa en la fórmula de la derivación de un producto.
(u.v)’ = u’.v +v’.u [pic 1]
Como [pic 2], se tiene:
[pic 3]
o utilizando diferenciales:
[pic 4]
Ejemplo 4. [pic 5]
Tomamos:
[pic 6]
de donde: [pic 7]= [pic 8]
El método de integración por partes permite calcular la integral de un producto de dos funciones aplicando la fórmula:
[pic 9]
Las funciones logarítmicas, "arcos" y polinómicas se eligen como u.
Las funciones exponenciales y trígonométricas del tipo seno y coseno, se eligen como v'.
Ejemplos
[pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
Si al integrar por partes tenemos un polinomio de grado n, lo tomamos comou y se repite el proceso n veces.
[pic 14]
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
[pic 21]
[pic 22]
[pic 23]
[pic 24]
[pic 25]
Si al integrar por partes aparece en el segundo miembro la integral que hay que calcular, se resuelve como una ecuación.
[pic 26]
[pic 27]
[pic 28]
[pic 29]
[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
[pic 33]
[pic 34]
[pic 35]
[pic 36]
EJERCICIOS:
- Encuentre la primitiva de [pic 37]
Hacemos [pic 38] y [pic 39]. Entonces u, v, du y dv son,
[pic 40] | [pic 41] |
[pic 42] | [pic 43] |
Usando la ecuación de integración por partes,
[pic 44] |
[pic 45] |
Este nuevo integral es fácil de evaluar.
[pic 46]
Ahora tenemos:
Y nuevamente hacemos:
Para obtener:
:
Haciendo: [pic 66] [pic 67] [pic 68] [pic 69] y sabiendo que [pic 70]
[pic 71] [pic 72]
Sustituir y operar:
[pic 80] = [pic 81] [pic 82] [pic 83][pic 84]
Haciendo: [pic 88] [pic 89] [pic 90] [pic 91] y sabiendo que [pic 92]
[pic 93] [pic 94]
Haciendo: [pic 96] [pic 97] [pic 98] [pic 99] y sabiendo que [pic 100] Obtenemos: [pic 101] [pic 102]
Hacemos: [pic 104] [pic 108] [pic 110]
Hacemos: [pic 113]
[pic 118]
Hacemos : [pic 122] Tenemos: [pic 126] Usamos integración por partes nuevamente para [pic 128] : [pic 133]
Hacemos: Entonces: [pic 141] lo guardamos un momento mientras encontramos la respuesta de nuestra nueva integral para nuestra nueva integral [pic 142] volvemos a integrar por partes: [pic 147] por lo tanto, nuestra respuesta sería: [pic 149]
Hacemos: Entonces: A simple vista no parece haber mejorado, pero volvamos a integrar por partes otra vez. [pic 156] Entonces: Al sustituir esto en el primer resultado quedaría de la siguiente forma : [pic 161] Se pueden dar cuenta que el último término de la ecuación puede pasar a sumar al otro lado de la ecuación. Entonces : [pic 162] Resultado de esto es : [pic 163]
Tomamos a u como [pic 165]
Multiplicamos u y dv en diagonal, y empezamos a color los signos +,-,+,-,+,...... sucesivamente hasta que lleguemos al 0.
Tomamos a u como [pic 181]
No olvidar hacer el respectivo cambio de signos.
No olvidar el cambio de signos
[pic 213]
escogemos u y dv de la siguiente forma: [pic 217] ; [pic 218] entonces obtenemos [pic 219] ; [pic 220] utilizando nuestra ecuacion para la integración por partes sustituimos los valores [pic 221] podemos notar que de nuevo tenemos otra vez una integral por partes y la resolvemos de la siguiente manera [pic 222] ; [pic 223] [pic 224] ; [pic 225] sustituimos siguiendo nuestra ecuación y tenemos [pic 226] de los dos lados de la ecuación aparece [pic 227] entonces el del lado derecho de la ecuación lo pasamos sumando al otro lado y obtenemos [pic 228] ahora ya solo despejamos y obtenemos la integral [pic 229]
Entonces: [pic 235] [pic 236]
[pic 239] [pic 240] Usando la fórmula de integración por partes [pic 241] Todavía queda una integral la cual se puede volver a usar la fórmula de integración por partes para que quede más sencilla. [pic 242] [pic 243] [pic 244] La integral que nos queda no es muy obvia todavía podemos volver a utilizar la fórmula de integración por partes. [pic 245] [pic 246] [pic 247] Nos queda de una forma sencilla que podemos integrar sin ningún problema. [pic 248] Expandimos. [pic 249] Simplificamos. [pic 250]
[pic 251] Entonces; hacemos las respectivas sustituciones; [pic 252] [pic 253] Entonces; [pic 254] [pic 255] [pic 256] Nuestro resultado; [pic 257]
[pic 258] Entonces; hacemos las respectivas sustituciones; [pic 259] [pic 260] "help" -->6 [pic 261] [pic 262] [pic 263] [pic 264] Nuestro resultado; [pic 265]
[pic 266] Entonces, hacemos nuevamente nuestras respectivas sustituciones; [pic 267] [pic 268]
[pic 270] [pic 271] [pic 272] Nuestro resultado; [pic 273]
[pic 274] Hacemos nuestras sustituciones correspondientes; [pic 275] [pic 276] [pic 277] [pic 278] [pic 279] [pic 280] [pic 281] Nuestro resultado; [pic 282] |
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