Cálculo Diferencial e Integral - Teorema Fundamental. Prof. Farith J. Briceño N.

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1 Cálculo Diferencil e Integrl - Teorem Fundmentl. Prof. Frith J. Briceño N. Objetivos cubrir Segundo Teorem Fundmentl del Cálculo. Teorem del Vlor Medio. Teorem sobre simetrí. Código : MAT-CDI. Ejercicios resueltos Ejemplo : Clculr l siguiente integrl x 8 x Solución : Por el Teorem Fundmentl del Cálculo se tiene que f x F b F, donde F es un primitiv de f, sí, encontremos l fmili de primitiv de l función f x x 8, pr ello mnipulemos lgebricmente x dich función, x 8 x x + x + x + x +, x x por lo tnto, L integrl definid es x 8 x x + x + x + x + x + C. x 8 x x + x + x Luego x 8 x Ejemplo : Clculr l siguiente integrl / Solución : Por el Teorem Fundmentl del Cálculo se tiene que x f x F b F, donde F es un primitiv de f. Busquemos l fmili de primitiv de f x Es conocido que mnipulndo el integrndo obtenemos x x x x x. rcsen x + C x, x entonces x x x x

2 hcemos el cmbio de vrible x u, du du du cmbimos el intervlo de integrción l integrl qued / Si x, entonces u u Si x, entonces u u du x u rcsen rcsen du u π rcsen u π Luego Ejemplo : Clculr l siguiente integrl / 8 π x x x + 8 Solución : Por definición de vlor bsoluto, se tiene que x x + 8 resolvemos un de ls dos desigulddes x x + 8 si x x + 8 x x + 8 si x x + 8 < x x + 8 ó x x + 8 < pr obtener l ubicción de cd expresión en l rect rel. Resolvemos x x + 8 x x + 8 x x, de quí,,,, x + + x + x x + + l definición de vlor bsoluto nos qued x x + 8 x x + 8 si x,, x x + 8 si x, con lo que, x x + 8 x x + 8 x x + 8 entonces, l integrl resolver l dividimos en tres integrles 8 x x + 8 x x x x x x + 8

3 donde x x + 8 x x + 8x , mientrs que, x x + 8 [ ] x x + 8x [ ] [ ], y por último, Luego 8 x x + 8 x 8 x + 8x , 8 x x Ejemplo : Encuentre todos los vlores de x que stisfcen el Teorem de Vlor Medio pr integrles de l función f x x + en el intervlo [, ] Solución : Observemos que l función f es continu en el intervlo [, ], entonces el Teorem del Vlor Medio pr integrles grntiz l existenci de, l menos, un número x c en [, ], tl que se cumple f c clculmos l integrl hciendo un cmbio de vrible x + x +, u x +, du du de quí, Si x entonces, u + u Si x entonces, u + u 9 y l integrl nos qued 9 du x + u 9 u / du 9 u/ 9 / / 7 9, entonces como f c c +, tenemos c + f c c + 9 f c c c 8 + c 5 c 5, es decir, c 5

4 Ejemplo 5 : Encuentre los números b tles que el vlor promedio de f x + x x en el intervlo cerrdo [, b] se igul. Solución : Es conocido que el vlor promedio de un función f en el intervlo [, b] se define como f prom f x b sí, f prom + x x, b observemos que b, Por qué?. Clculmos l integrl, + x x b x + x x b + b b con lo que obtenemos b + b b + b b b b +, b ls ríces reles del polinomio de segundo grdo son los vlores de b, ls cules son b + 5 y b 5 Ejemplo : Clcule l integrl de quí, Solución : Hcemos el cmbio de vrible u x, sen π x x du Si x entonces, u u l integrl nos qued Si x entonces, u u sen π x sen π x u u du, en vist que estmos integrndo sobre un intervlo simétrico, estudiemos l pridd de l función f u sen π u u es decir, l función es impr, luego l integrl es igul cero, sen u sen π π u x x sen π u u f u, Ejercicios. Clcule ls siguientes integrles.... / / π x. x 7. x 8. dw 9. w t.. t 8 t.. π/ cos t. t + t 7. π/ π/ sen t. π/ π/ x / x / 8. csc t π/ t + 7 x + sen x

5 9. x / x /. x x +. π/ t + + cos t. t t + 5. t t x 5 x x. s 8 s ds 7. x + x + x 5 + x 8. + x. Clculr ls siguientes integrles usndo un cmbio de vrible propido. t +. x x +. z dz z +. y dy t + t x. 5x 7. dz z + 8. x x +. x x t + 7 t. t + π/ t + t. cos x sen x π/ sen x cos x. t t + 7. π sen x 8. / rcsen t π/ 9. t π/ x + x. π/ π/ sen 5 θ dθ. x x + 9. t 7 + t. x x. x x +. Clculr ls siguientes integrles. 9.. π x. sen t. x x. x x +.. Si f, f continu y x. Si f es continu sobre R, demuestre que x + x + x 7. π π x x. x 8. x 5 + sen x. 5 t. t t f x 7, cuál es el vlor de f?. Si f es continu sobre R, demuestre que f x f x + c b +c +c f x f x x t + t 7x x 5

6 7. Si y b son números positivos, demuestre que x x b 8. Use l sustitución u π x pr demostrr que π x b x xf sen x π 9. Supong que f es integrble y f x M, pr todo x. Demuestre que f x f + M b. Encuentre un función f y un vlor de l constnte, tl que:. Si f es continu en [, b], demuestre que: x π f sen x f t sen x f x f x [f b] [f ]. Encontrr el vlor c que stisfce el Teorem del Vlor Medio pr integrles si. x. x x. x + x + 5. x + x x. π x + 7. cos x 8. x +. Si f es un función continu en [, b] y en [, b], tl que f c.. Si f es un función continu en [, ] y un vez sobre el intervlo [, ]. f x. Demuestre que existe, l menos, un número c f x 8. Demuestre que f tom el vlor por lo menos Si f prom [, b] denot el vlor promedio de f en el intervlo [, b] y < x < b, demuestre que. Demuestre que si f es un función pr, entonces f prom [, b] c b f prom [, c] + b c b f prom [c, b] f x 7. Demuestre que si f es un función impr, entonces f x 8. Se f un función impr y g un función pr y supong que f x f x g x Utilice un rzonmiento geométrico pr clculr cd un de ls siguientes integrles. f x. g x. f x. g x xg x. f x g x

7 9. Demuestre que x 5 x 9 + sen x + x. Demuestre que si f es un función periódic con período p, entonces +p +p f x f x. Demuestre que si f es un función periódic con período p, entonces. Clculr +p f x f x. π cos x. π sen x. π sen x. π sen x. Clculr. +π sen x. +π/ sen x. +π cos x Respuests: Ejercicios.. ;.. 9;.. ;.. π;. ;.. ;.7. 5 ;.8. ;.9. ;.. ;.. 5 ;.. ;.. ;.. ;. ; ;.7. 9 ;.8. π + ; ;.. 7 ;.. 5;.. π + π + ;.. 8 ; ;. 7 ;.. 5;.7. ; ;.. 5 ;.. 5 ;.. ;.. 5 ;. rcsen ; rcsen 5 ;.7. π ;.8. 5 π;.9. 9 ;.. 7 ;.. ;.. 5 ;.. 8 ;.. ;. 9 ;.. 5 ;.7. ;.8. 7 π ;.9. π rctn 8 ;.. ; ;.. ; ;.. ;. ;.. 5 ;.. 7 ;.. 7 ;.. ;. ;.. 9 ;.7. 8 ;.8. ;.9. 5 ;.. ;.. 85 ;.. ;.. ;.. ;. ;. y cos x, π ;.. c 5 ;.. c, c + ;.. c ;.. c 9 ;. c 5 ;.. c 8 ;.7. c π ;.8. c ; 8.. ; 8.. ; 8.. ; 8.. ; 8. ; 8.. ;.. 8;.. 8;.. 8;.. ;.. ;.. ;.. ; Bibliogrfí. Purcell, E. - Vrberg, D. - Rigdon, S.: Cálculo. Noven Edición. PEARSON Prentice Hll.. Stewrt, J.: Cálculo. Grupo Editoril Iberomericno. Cálculo Diferencil e Integrl - Teorem Fundmentl. Últim ctulizcón: Enero Prof. Frith Briceño e-mil : frith 7@hotmil.com 7

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