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  • Unidad 9. Iniciacin a las integrales 1

    Pgina 209

    REFLEXIONA Y RESUELVE

    Dos trenes

    Un Talgo y un tren de mercancas salen de la misma estacin, por la misma va yen idntica direccin, uno tras otro, casi simultneamente.

    Estas son las grficas TIEMPO - VELOCIDAD de ambos movimientos.

    Como podemos ver en la grfica, el Talgo, a las dos horas, reduce su velocidad:

    A qu puede deberse?

    Por qu no aminora la marcha tambin el otro tren en ese instante?

    A las tres horas, ambos trenes modifican su marcha: el Talgo se detiene durantebreves minutos, mientras que el tren de mercancas va muy despacio durantemedia hora.

    Para hacernos una idea clara de estos movimientos, realicemos algunos clculos:

    a) El Talgo, durante 2 h, va a 120 km/h. Cuntos kilmetros recorre a esa velo-cidad?

    b)De 2 a 2 , el Talgo disminuye su velocidad.

    Cuntos kilmetros recorre a esa velocidad?

    14

    1 2 3 4

    TIEMPO(en horas)

    TALGOMERCANCAS

    120

    100

    80

    60

    40

    20

    VELOCIDAD(en km/h)

    INICIACIN A LAS INTEGRALES9

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  • c) El tren de mercancas aminora la marcha a las 3 h. Qu distancia ha reco-rrido hasta ese momento?

    d) Qu distancia recorre el tren de mercancas durante la media hora en queva a baja velocidad?

    e) A qu distancia de la estacin de salida est esta otra en la que para el Talgo?

    f ) Observa que en todos los clculos que has realizado hasta ahora se han ob-tenido reas bajo las grficas, roja o azul. Seala los recintos cuyas reas hascalculado y asigna a cada uno su rea correspondiente.

    a) 120 2 = 240 km.

    b) A 60 km/h durante de hora, recorre = 15 km.

    c) Ha ido a 80 km/h durante 3 horas, luego ha recorrido 80 3 = 240 km.

    d) Va a 30 km/h durante hora, luego recorre 30 = 15 km.

    e) La parada la hace a las 3 horas; en este momento lleva recorrida una distancia de:

    120 2 = 240 km en las dos primeras horas

    60 = 15 km el siguiente cuarto de hora

    120 = 90 km los siguientes tres cuartos de hora

    Total: 240 + 15 + 90 = 345 km hasta llegar a la parada.

    f)

    1 2 3 4TIEMPO (horas)

    TIEMPO (horas)

    120

    100

    80

    60

    40

    20

    VELOCIDAD (km/h)

    VELOCIDAD (km/h)

    1 2 3 4

    80

    60

    40

    20

    rea 240

    rea 240

    rea15

    rea 90

    rea 15

    TALGO

    MERCANCAS

    34

    14

    12

    12

    604

    14

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  • Cul es la funcin cuya derivada es?

    La funcin cuya derivada es 2x es ... x2.

    La funcin cuya derivada es cos x es ... sen x.

    La funcin cuya derivada es es ... .

    Di cul es la funcin cuya derivada es:

    a) 2x b) x c) 5x d) 3x2 e) x2

    f) 5x2 g) 4x3 h) x3 i) 2x3 j) 1

    k) 4 l) m) 3x2 + 4x3 n) 5x2 + 7x3 ) sen x

    o) sen x p) 5sen x q) cos x r) ex s) 3ex

    t) ex u) 2x ln2 v) 2x w) 5 2x

    a) 2 b) 1 c) 5 d) 6x e) 2x

    f) 10x g) 12x2 h) 3x2 i) 6x2 j) 0

    k) 0 l) 0 m) 6x + 12x2 n) 10x + 21x2 ) cos x

    o) cos x p) 5cos x q) sen x r) e x s) 3ex

    t) ex u) 2x (ln2)2 v) 2x ln2 w) 5 2x ln2

    Pgina 211

    1. Calcula las siguientes integrales:

    a) 7x4 dx b) dx c) dxd) dx e) dx f) dx

    a) 7x4 dx = 7 + k = + k

    b) dx = x2 dx = + k = + k

    c) dx = x1/2 dx = + k = + k

    d) dx = x2/3 dx = + k = + k 3 35x55

    x5/3

    5/3

    35

    35

    35x2

    2x33

    x3/2

    3/2x

    1x

    x1

    11x2

    7x5

    5x5

    5

    5x333x

    3x +

    5x3

    3x35x2

    x1x2

    2

    x12

    x

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    9UNIDAD

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  • e) dx = dx + dx = x2/3 dx + x1/2 dx =

    = + + k = + + k

    f ) dx = dx = x7/6 dx = + k = + k

    2. Calcula:

    a) dx b) (5 cos x + 3x ) dxc) dx d) (10x 5x ) dx

    a) dx = (x3 5x + 3 ) dx = + 3x 4 ln |x | + kb) (5 cos x + 3x ) dx = 5 cos x dx + 3x dx = 5 senx + + k

    c) dx = ( ) dx ( ) dx + ( ) dx ( ) dx = = 7x2 dx 5 dx + dx dx =

    = 5x + 3 ln |x | + + k

    d) (10x 5x ) dx = 10x dx 5x dx = + k

    Pgina 213

    3. Halla las primitivas de estas funciones:

    a) f (x) = (x3 5x + 3)2

    (3x2 5) b) f (x) = (5x + 1)3

    c) f (x) = d) f (x) =

    e) f (x) = cos x sen3 x

    a) (x3 5x + 3)2(3x2 5) dx = + kb) (5x + 1)3 dx = + k = + k(5x + 1)

    4

    20(5x + 1)4

    415

    (x3 5x + 3)3

    3

    x2 1x3 3x

    3x2 3x3 3x

    5x

    ln 510x

    ln 10

    4x

    7x3

    3

    4x2

    3x

    4x2

    3xx2

    5x2

    x27x4

    x2

    7x4 5x2 + 3x 4x2

    3x

    ln 3

    5x2

    2x4

    44x

    x4 5x2 + 3x 4x

    7x4 5x2 + 3x 4x2

    x4 5x2 + 3x 4x

    65

    6x13

    133

    3

    x13/6

    13/6

    5

    33

    5

    33

    5 x3/2

    33 x1/3

    5x333x

    25x39

    3xx

    3/2

    3/253

    x1/3

    1/313

    53

    13

    5 x3/2

    3xx1/3

    3x

    3x +

    5x3

    3x

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  • c) dx = ln |x 3x | + kd) dx = ln |x3 3x | + ke) cos x sen3 x dx = + k

    4. Busca las primitivas de:

    a) f (x) = x 2x2 ln 2 b) f (x) = x 2x

    2

    c) f (x) = 23x 5 d) f (x) = sen 3x

    e) f (x) = sen (x3 4x2) (3x2 8x) f) f (x) =

    a) x 2x2 ln 2 dx = 2x2 + k = +kb) x 2x2 dx = 2x2 + k = + kc) 23x 5 dx = 23x 5 + k = + kd) sen 3x dx = cos 3x + ke) sen (x3 4x2) (3x2 8x) dx = cos (x3 4x2) + kf) dx = ln | sen x | + k

    Pgina 217

    1. Halla e interpreta estas integrales:

    a) 4

    0sen x dx

    b) 2

    2(x2 4) dx

    a) G (x) = sen x dx = cos xG (4) = 1; G (0) = 1

    4

    0sen x dx = 1 (1) = 1 + 1 = 0

    cos xsen x

    13

    23x 5

    3 ln 21

    3 ln 2

    2x2

    2 ln 21

    2 ln 2

    2x2

    212

    cos xsen x

    sen4 x4

    13

    x2 1x3 3x

    3x2 3x3 3x

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  • Interpretacin geomtrica:

    La parte positiva y la parte negativa son iguales; por eso da como resultado 0:

    rea de I rea de II + rea de III rea de IV = 0

    b) G (x) = (x2 4) dx = 4xG (2) = ; G (2) =

    2

    2(x2 4) dx = =

    Interpretacin geomtrica:

    Como queda por debajo del eje X, la integral es el rea del recinto sealado consigno negativo, es decir:

    rea del recinto =

    2. Halla la siguiente integral e interprtala geomtricamente: 2

    0ex dx

    G (x) = 2

    0ex dx = ex

    G (2) = e2; G (0) = 1

    2

    0ex dx = e2 1 6,39

    Interpretacin geomtrica:

    rea del recinto = e2 1 6,39

    1 2

    y = ex

    12

    8

    323

    2

    y = x2 4

    2

    4

    323

    163

    163

    163

    163

    x3

    3

    y = sen x

    2

    I

    II

    III

    IV

    3 4

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  • Pgina 219

    1. Halla el rea comprendida entre la funcin y = (x2 1) (x2 4), el eje X y lasrectas x = 0, x = 5.

    Puntos de corte con el eje X :

    (x2 1)(x2 4) = 0 8 x1 = 2, x2 = 1, x3 = 1, x4 = 2

    Solo nos sirven x = 1, x = 2 (estn entre 0 y 5).

    Hay tres recintos: I [0, 1]; II [1, 2]; III [2, 5]

    G (x) = (x2 1(x2 4) dx = (x4 5x2 + 4) dx = + 4x

    G (0) = 0; G (1) = ; G (2) = ; G (5) =

    rea del recinto I = |G (1) G (0) | =

    rea del recinto II = |G (2) G (1) | = =

    rea del recinto III = |G (5) G (2) | =

    rea total = + + = = 439,6 u2

    2. Halla el rea comprendida entre y = x3 x2 2x y el eje X.

    Puntos de corte con el eje X :

    x3 x2 2x = 0 8 x (x2 x 2) = 0 8 x1 = 1, x2 = 0, x3 = 2

    Hay dos recintos: I [1, 0]; II [0, 2]

    G (x) = (x3 x2 2x) dx = x2

    G (1) = ; G (0) = 0; G (2) =

    rea del recinto I = |G (0) G (1) | =

    rea del recinto II = |G (2) G (0) | =

    rea total = + = 3,08 u23712

    83

    512

    83

    512

    83

    512

    x3

    3x4

    4

    2 1985

    2 1785

    2215

    3815

    21785

    2215|2215|

    3815

    13103

    1615

    3815

    5x3

    3x5

    5

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  • Pgina 220

    1. Halla el rea encerrada entre las grficas de las funciones siguientes:

    f (x) = x3 x2 + 4

    g (x) = x2 + 3x + 4

    f (x) g (x) = x3 x2 + 4 x2 3x 4 = x3 2x2 3x

    x3 2x2 3x = 0 8 x (x2 2x 3) = 0 8 x1 = 1, x2 = 0, x3 = 3

    Hay dos recintos: I [1, 0]; II [0, 3]

    G (x) = (x3 2x2 3x) dx = G (1) = ; G (0) = 0; G (3) =

    Recinto I: rea [1, 0] = |G (0) G (1) | =

    Recinto II: rea [0, 3] = |G (3) G (0) | =

    rea total: + = 11,83 u2

    1

    5

    10

    15

    20

    25

    2 3 41234

    I

    II

    716

    454

    712

    454

    712

    454

    712

    3x2

    22x3

    3x4

    4

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  • Pgina 226