TEMA 4: TÉCNICAS DE INTEGRACIÓN
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- José Carlos Salas Villalobos
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1 loso Frádz Gliá TEM : TÉNIS DE INTEGRIÓN L igrció s l procso corrio l drivció. sí, igrr l fció f cosis corr ls fcios F ls q F f.. PRIMITIVS E INTEGRLES Dd fció f, dcimos q l fció F s primiiv d l fció f si F f. F s primiiv d f F f Ejmplo: omprobr q F s primiiv d f. F F F s primiiv d f f Rlció r ls primiivs d fció omo l drivd d fció cos s 0, dos fcios F y G q difir cos drá l mism drivd. G F G F Ejmplo: lclr ls drivds d ls fcios H s. F s, G s y F s G s H s F cos G cos H cos * Ls fcios F, G y H so primiivs d l fció f cos. S pd dmosrr q, d hcho, ods ls primiivs d fció f difir solm cos. sí, si F s primiiv d f, clqir or primiiv d f srá d l form: G F dod s cos. E priclr, l fció f drá ifiis primiivs. Igrl d fció El cojo d primiivs d l fció f s rprs por: f d igrl d l fció f Si F s primiiv d f, clqir or primiiv d f s obdrá smdo cos F. Es dcir: F s primiiv d f f d F - -
2 Mmáics II. INTEGRLES INMEDITS Bsqmos hor méodos pr igrr fció. s d d rcordmos q, si F s primiiv d f, l igrl d f srá: f d F dod s cos rbirri. sí, l problm s rdc corr primiiv d f. Ejmplo: lclr l igrl d l fció f. Es obvio q l fció F s primiiv d f. Por lo o, clqir or primiiv s obdrá smdo cos l fció d F : Tbl d igrls imdis Empcmos odo q, si lmos l bl d drivds l rvés, obdrmos bl d igrls ls igrls imdis. d d d d d s d cos Ejmplo: lclr ls sigis igrls: d 8 d 8 cos d s d g cos g s d g d cog d rcs d rcg d d d / d / / - -
3 Tm : Técics d igrció. PROPIEDDES LINELES DE INTEGRIÓN prir d ls propidds d ls drivds s ddc ls propidds d ls igrls. E priclr mos ls propidds lils d igrció: i k f d k f d ii g d f d f g d Ejmplo: lclr ls sigis igrls: cos d cos d s 6 6 b d d d c d d d d d o lo q hmos viso, y podmos igrr clqir fció poliómic. Ejmplo: lclr ls sigis igrls: d d 8 d 8 6 b 6d d d 6 d Igrls q s rdc imdi Mchs igrls s pd clclr rscribido dcdm l igrdo. Ejmplo: lclr ls sigis igrls: b d d d d rcg d d d d c g d g d g d d g d d d d d rcg - -
4 Mmáics II - -. FORM OMPUEST DE LS INTEGRLES INMEDITS Rcordmos cómo s driv ls fcios compss: F F rgl d l cd D qí s ddc l sigi rgl d igrció: F d f dod F s primiiv d f ; s dcir, f F. prir d l bl d drivds imdis obmos: d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d comps form simpl form rcg rcg rcs rcs cog s cog s g g g g g cos g cos s cos s cos cos s cos s
5 Tm : Técics d igrció. EJEMPLOS DE INTEGRLES INMEDITS o lo q sbmos hs hor, y mipldo dcdm l igrdo, podmos igrr gr úmro d fcios. d 6. 6 ipo pocil d. d cos 6. s cos d s cos d. d / ipo pocil ipo pocil d ipo pocil /. d ipo logrímic 6. d d ipo logrímic s s. g d d d cos ipo logrímic cos cos s s 8. cos d ipo pocil 9. d d 0. d / ipo pocil d / ipo pocil /. d ipo pocil. 8 s d cos. s d s d cos ipo coso ipo coso. cos d cos d s ipo so - -
6 Mmáics II. d s cos ipo so 6. 6 d g 6 cos 6 ipo g. d sc d g cos ipo g 8. g d g d g 9. g d g ipo g ipo g s 0. d cog ipo cog.. d d rcs d d rcs 9 ipo rcoso ipo rcoso. d d rcg ipo rcog.. d d rcg d d d / rcg 9 9 / / ipo rcog ipo rcog L cos d igrció. d fció igrbl dmi ifiis primiivs, pr cd vlor d. sí, pr drmir primiiv cocr csimos impor lg codició. Ejmplo: lclr l primiiv d l fció lclmos impoido q F : F d f q ps por l po P,. F 0 L fció pdid s, por o, F
7 Tm : Técics d igrció.6 INTEGRIÓN POR PRTES E ocsios covi scribir l igrdo como l prodco d fció,, por l difrcil d or fció, dv, y oprr d crdo l fórml d igrció por prs: dv v v d Es fórml s ddc d l prsió d l drivd d prodco. Ls fcios y v db lgirs d mr q g drivd scill y dv s fácil d igrr. Ejmplo: lcl ls sigis igrls igrdo por prs: cos d dv cos d d d v s s s d s cos b d dv d d d v d d c d d s d cos cos d dv s d v cos d d cos cos d dv cos d v s cos s s d cos s cos cos s cos vcs ocrr q, rs igrr por prs, prc l igrl origil mliplicd por lgú cofici, lo q prmi clclr l igrl dspjdo l igldd rsl. Ejmplo: lcl l sigi igrl: cos d dv cos d dv s d d d v s d d v cos s s s d cos cos d Hmos rcprdo l igrl origil mliplicd por. Llmémosl I y dspjmos: I s cos I I s cos I s cos sí: s cos d cos - -
8 Mmáics II INTEGRIÓN POR MBIO DE VRIBLE Hcr cmbio d vribl cosis ssiir cir prsió q dpd d, g, por or vribl. Los psos q dbmos sgir pr rlizr cmbio d vribl so: i Ssiimos g por. ii Dspjmos. iii Ssiimos d por l difrcil d l prsió obid. Vmos más jmplos: Ejmplo: lcl mdi cmbio d vribl ls sigis igrls: d d d d d rcs rcs b d d d d d c d d d d d s úlim igrl podí hbrs rslo dircm Ejmplo: lcl l sigi igrl mdi cmbio d vribl: d Hgmos l cmbio d vribl pr limir l ríz: d d d d d Dshcido l cmbio d vribl obmos: d
9 Tm : Técics d igrció.8 INTEGRIÓN DE POTENIS DEL SENO Y EL OSENO Pr igrr pocis dl so y l coso dbmos rcordr ls sigis ididds: s cos rlció fdml d rigoomrí cos s so dl áglo mid cos cos coso dl áglo mid omo rgl grl dbmos igrr como sig: -Si l po s impr, smos pr bscr igrl d ipo pocil. -Si l po s pr, lo rdcimos mpldo ó. Ejmplo: lclr ls sigis igrls: s d d d d s cos cos b s d s s d cos s d s d cos s d cos cos s d cos cos Vmos hor jmplo clásico d igrl q s rslv mdi cmbio d vribl fció rigooméric: Ejmplo: lclr mdi cmbio d vribl propido l sigi igrl: s d s cos d d cos d s cos d s cos cos d s cos hor dbmos dshcr l cmbio. Pr llo, omos q: cos d cos d sí: s rcs d cos rcs - 9 -
10 Mmáics II.9 FUNIONES RIONLES I: MÉTODO GENERL DE INTEGRIÓN Film, vmos cómo clclr l igrl d fció rciol sido és o imdi. P d Q Primro, mrmos sqmáicm los psos q db sgirs. i Rdcir l grdo dl mrdor hs q s mor q l dl domidor. ii Dscompor l fció rciol sm d frccios simpls. Pr llo: ii. S fcoriz l domidor. ii. S scrib ls frccios corrspodis y s bsc los mrdors. iii Igrr ls frccios simpls rsls.. Rdcció dl grdo dl mrdor. Pr igrr fcios rciols, s rqir q l grdo dl mrdor s mor q l grdo dl domidor. Si o fr l cso, dbmos dividir pr rdcir l grdo dl mrdor: P R Q P Q R P R Q Q sí: P d Q d R d Q. Dscomposició frccios simpls. Pr dscompor frcció sm d frccios simpls, dbmos fcorizr l domidor, d modo q cd fcor dé lgr o vris frccios simpls. Q b... E l dscomposició dl domidor pd prcr fcors d los sigis ipos: -Fcors lils d mliplicidd o,, q d lgr frcció d l form: -Fcors lils d mliplicidd, q d lgr frccios d l form:,,, -Fcors cdráicos irrdcibls, b c -Fcors cdráicos irrdcibls d mliplicidd, b c, q d lgr frcció d l form: M N b c, q o sdirmos. Los coficis,, M, N, s clcl hcido q l sm d ls frccios simpls coicid co l frcció origil.. Igrció d ls frccios simpls. E lo q sig vrmos jmplos d cómo igrr ls frccios simpls rsls
11 Tm : Técics d igrció.0 FUNIONES RIONLES II: FTORES LINELES Vmos jmplos d cómo s igr fcios rciols ls q l domidor s dscompo complm fcors lils d clqir mliplicidd. Ejmplo : lclr l sigi igrl: 6 d 6 i El grdo dl mrdor s mor q l grdo dl domidor. ii Dbmos dscompor l frcció frccios simpls. Lo primro q dbmos hcr s fcorizr l domidor: 6 Escribmos ls frccios simpls corrspodis: 6 B 6 Pr clclr y B, dbmos mpzr mliplicdo s igldd por : 6 B hor dmos vlors. Lo más cómodo s drl los vlors y : 6 B 6 B B sí, mos: 6 6 iii Film, igrmos l fció: 6 d d d 6 Ejmplo : lclr l sigi igrl: 9 d 6 9 i El grdo dl mrdor s mor q l grdo dl domidor. ii Fcoricmos l domidor pr dscompor l frcció frccios simpls: 6 9 Escribmos ls frccios simpls corrspodis: B Pr clclr, B y, dbmos mpzr mliplicdo s igldd por : 9 B - -
12 Mmáics II - - hor dmos vlors. dmás d 0 y podmos omr, por jmplo, : B B Tmos, por o: 9 iii Film, igrmos l fció: d d d d Ejmplo : lclr l sigi igrl: d i El grdo dl mrdor s mor q l grdo dl domidor. ii Fcoricmos l domidor pr dscompor l frcció frccios simpls: Escribmos ls frccios simpls corrspodis: B Pr clclr, B y, mlipliqmos s igldd por : B hor dmos vlors. dmás d podmos omr, 0 y : B B B Tmos, por o: iii Film, igrmos l fció: d d d d
13 Tm : Técics d igrció. FUNIONES RIONLES III: FTORES UDRÁTIOS Pr igrr fció rciol l q l domidor s poliomio irrdcibl d grdo dos, dbmos: i Miplr l mrdor pr q przc l drivd dl domidor. ii Sprr l igrl dos igrls, l primr dl ipo logrímico y l sgd dl ipo rcog. iii Pr clclr l sgd igrl, rscribimos l domidor l form hcmos q l mrdor przc. y Ejmplo : lcl l sigi igrl: d El domidor s poliomio irrdcibl d grdo dos ps o i rícs rls. i Bscmos l mrdor l drivd dl domidor: d d ii Sprmos l igrl dos igrls l primr d lls dl ipo logrímico: d d d I J iii lclmos por sprdo cd igrl: I J d d d rcg sí: d rcg Ejmplo : lcl l sigi igrl: d 0 El domidor s poliomio irrdcibl d grdo dos ps o i rícs rls. i Bscmos l domidor l drivd dl domidor: d 0 / d 0 / d 0 ii Sprmos l igrl dos igrls l primr d lls dl ipo logrímico: d d d I J / /
14 Mmáics II - - iii lclmos por sprdo cd igrl: 0 0 d I d d d J / rcg / d d sí: d rcg 0 0 Ejmplo 6. lclr l sigi igrl: d i El grdo dl mrdor s mor q l grdo dl domidor. ii Fcoricmos l domidor pr dscompor l frcció frccios simpls: Escribmos ls frccios simpls corrspodis: N M Pr clclr, M y N, mlipliqmos s igldd por : N M hor dmos vlors. dmás d, podmos omr, por jmplo 0 y : M N M N N Tmos, por o: iii Film, igrmos l fció: d d d sí: d d d
15 Tm : Técics d igrció NEXO: INTEGRIÓN DE FUNIONES TRIGONOMÉTRIS Vmos lgos méodos más pr igrr fcios rigoomérics: Prodco d pocis d sos y cosos co l mismo áglo. El méodo pr igrr ss fcios dpd d l pridd dl po dl so y dl coso: m s cos d -Si s impr y m s pr: Sprmos s y plicmos l cmbio d vribl: cos d s d -Si m s impr y s pr: Sprmos cos y plicmos l cmbio d vribl: s d cos d -Si y m so imprs: Podmos mplr clqir d los méodos riors. -Si y m so prs: Rdcimos l grdo mdi ls sigis ididds rigoomérics: cos s Ejmplo: lclr ls sigis igrls: cos cos cos s d d s cos d s cos s d d... cos cos b s cos d d cos d... Prodco d sos y cosos co disios áglos. S igr plicdo ls sigis ididds rigoomérics: Ejmplo: lcl l sigi igrl: s cos s s cos cos cos cos s s cos cos s 6 cos d s 6 s 6 d s 8 s d s 8 d d cos 8 cos s
16 Mmáics II NEXO: EUIONES DIFERENILES Nmrosos sdios ciíficos llv cosidrr ccios fciols q ivolcr drivds d cir fció y. Ess ccios s domi ccios difrcils. Por jmplo: y y y o, scri oció difrcil, d y y d dy d Eccios difrcils d primr ord. Vmos crros rsolvr ccios difrcils q sólo ivolcr l drivd primr d fció, domids ccios difrcils d primr ord. Por jmplo: dy y y 0 o, scri oció difrcil, y 0 d L solcio grl d cció difrcil s l cojo d fcios y q sisfc l cció. l impor disis codicios dl ipo y 0 y0 obdrmos ls disis solcios priclrs d l cció. Eccios difrcils co vribls sprbls: S dic q cció difrcil i vribls sprbls si podmos prsrl l form: dy f g y d Pr rsolvrls, sprmos ls vribls igrmos: dy f g y d dy f d g y dy g y f d y... Ejmplo: Ecorr l solció d l sigi cció q sisfc y. dy y y d Nomos q podmos scribirl como cció d vribls sprbls: dy y d Bscmos l solció grl. Dbmos sprr vribls igrr: dy y d Dspjmos y: dy d y dy y d... y y y K y K b Bscmos l solció priclr q cmpl y. Pr llo dbmos clclr K: y K K sí, coclimos q l solció priclr q bscábmos s: y - 6 -
17 Tm : Técics d igrció EJERIIOS DEL TEM Igrls imdis: Form simpl y comps. lcl: d b d c d d d. lcl plicdo ls propidds d lilidd: d b d cos 6 d c d d. lcl: d b d 6 c d d cog d. Drmi f sbido q f, f 0, f 0 y f lcl: d b d c d d s d 6. lcl: d b cog d c cos d d d s. lcl cos 6 d. 8. lcl: d b 6 d c 0 d d d 9. Dd l fció f drmi l fció g l q g f co l codició d q s gráfic ps por l po 0,. 0. U prícl pr dl orig d coordds co vlocidd iicil d m/s y s mv lo lrgo dl j OX co clrció m/s l rloj s iici cdo l prícl pr dl rposo. Drmi l spcio rcorrido por l prícl rs 0 sgdos. Igrció por cmbio d vribl. lcl: d b cos d c d d d - -
18 Mmáics II. lcl: d b d c d d d. lcl: d b cos d s. lcl l sigi igrl idfiid ilizdo l cmbio d vribl y : Igrció por prs d. lcl: d b rcs d c d d s d 6. lcl: d d b d cos d cos d c rcg d f d. lcl l fció F sbido q F cos y q F. Igrció d fcios rigoomérics 8. lcl: s cos d b cos d c s cos d d cos d Igrció d fcios rciols 9. lcl ls sigis igrls ls q l domidor s dscompo fcors lils simpls: d b d lcl ls sigis igrls ls q l grdo dl mrdor s mor q l grdo dl domidor: d b d 6-8 -
19 Tm : Técics d igrció. lcl ls sigis igrls ls q l domidor s dscompo fcors lils: d b d 8 c d d. lcl ls sigis igrls ls q l domidor s irrdcibl: 8 d b d. lcl ls sigis igrls ls q l domidor s irrdcibl: d b 6 d d. lcl ls sigis igrls: d b d c d d d Vrios. Eprs ls sigis frccios l form R / Q, co grd R grd Q. b lcl: d b d c cos d d d. lcl: cos d s b d cos c d d rcg d 8. lcl mdi cmbio d vribl: d b d 9. lcl: d b d c rcg d d d 0. lcl: g cos d b 9 d c s cos d d 6 d - 9 -
20 Mmáics II. Sbido q F s primiiv f, comprb q f s crci R.. lcl poliomio P sbido q s drivd s P y q i dos rmos rlivos: máimo y míimo, d mr q l vlor dl poliomio l máimo s l dobl q s vlor l míimo. Slcció d Ejrcicios d PEG Jio Jio 00-0 Jio 0-0 Rsrv II 0-0 Rsrv II 0-0 Spimbr
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