Prof. Freddy Henríquez 1 Resumen de Cálculo Integral I.-TABLA DE INTEGRALES INMEDIATAS II.- PROPIEDADES DE LA INTEGRAL INDEFINIDA a du a u c u 2. u du c n 1 du 3. u ln u c a 4. a du c ln a 5. e du e c 6. sen u du cos u c 7. cos u du sen u c 8. tan u du ln (cos u) c 9. cot u du ln sen u c 10. sec u du ln (sec u tan u) c 11. csc u du ln (csc u cot u) c 12. sec u du tan u c 13. csc u du cot u c 14. sec u tan u du sec u c 15. csc u cot u du csc u c du u 16. a u arc sen a c 1. La integral indefinida de la suma o resta de dos o más funciones es igual a la suma o resta de sus integrales. 1. n 1 n f ( x) g( x) dx f ( x) dx g( x) dx 2. El factor constante se puede sacar del signo de la integral. u u u c f ( x) dx c f ( x) dx u III.- INTEGRACION POR CAMBIO DE VARIABLE En algunos casos, para obtener integrales que no se pueden calcular en forma inmediata, se arregla el integrando mediante un cambio de variable de tal manera que tome la forma de una integral inmediata. Esto es, si la integral existe en la forma f ( x) dx f ( g ( x)) Inte gra l no inmediata 2 u 18. u 17. f ( x) dx f (u) du 2 2 23. 2 a u 2 2 2 du 1 2 u a u 2 2 2 u a 2 du 1 2 1 2 a arc sen 2 2 1 2 2 u c a 2 a ln u u a , donde se debe: 1) Identificar a las funciones u y dv 2) Determinar du diferenciando, y v integrando 3) Sustituir el resultado de du y v en la fórmula de integración por partes y calcular la integral c 2 u u a u dv uv v du ua 1 2 2 du 2 2 22. Cuando la integral no es inmediata, pero el integrando es igual al producto o al cociente de dos funciones; es decir, de la forma 1 f f g dx o dx f dx , g g la integración se hace aplicando la fórmula de integración por partes: 1 u arc tan c a a a du 1 u arc sec c a a u2 a 2 2 u a 2a ln u a c du 1 au 20. a u 2a ln a u c du 21. u a ln u u a 19. IV.- INTEGRACION POR PARTES 2 du 2 g' ( x) dx Derivada de la funcion int erna haciendo el cambio de variable: u = g (x) y por tanto du = g’(x) dx , se facilita la integración 2 2 Funcion int erna 2 c v du 1 Prof. Freddy Henríquez 2 Resumen de Cálculo Integral V.- INTEGRACION POR SUSTITUCION TRIGONOMETRICA Si el integrando contiene una expresión de la forma: a 2 u2 , u2 a 2 o a 2 u2 elevada a cualquier exponente, la integración se realiza mediante una sustitución trigonométrica, de acuerdo con la siguiente tabla: FORMA DEL RADICAL a u 2 2 TRIANGULO RECTANGULO SUSTITUCION TRIGONOMETRICA sen = u / a a sen = u a cos d = du a 2 u2 tan = u / a a tan = u a sec2 d = du u2 a 2 sec = u / a a sec = u a sec tan d = du VI.- INTEGRACION DE FRACCIONES PARCIALES La integración por el método de fracciones parciales consiste en descomponer una fracción propia de la forma P (x) Q (x) , en una suma de dos o más fracciones parciales. Los denominadores de las fracciones parciales se obtienen mediante la factorización de Q (x) en factores lineales y cuadráticos. Se tienen así los siguientes casos: 1.- Los factores de Q(x) son todos lineales y ninguno se repite, es decir, el denominador se descompone en raíces reales de primer grado y diferentes. La descomposición se da en la forma: P( x) A B C D Q( x) x a x b x c x d 3. El denominador Q(x) tiene factores cuadráticos con raíces complejas que no se repiten. Para cada factor cuadrático ax2 + bx + c existe la fracción parcial Ax B a x 2 bx c 4. El denominador Q(x) contiene factores cuadráticos con raíces complejas que se repiten. A cada factor cuadrático (ax2 + bx + c)n le corresponde la suma de n fracciones parciales A1 x B1 A2 x B2 An x Bn 2 2 ax bx c ax 2 bx c ax 2 bx c VII.- FORMULAS DE REDUCCION Las fórmulas de reducción se obtienen integrando por partes, y entre las más comunes se encuentran las siguientes: n 1 sen x dx n sen x cos x n sen x dx 1 n 1 n2 2. cos n x dx cos n 1 x sen x cos x dx n n 1 n 1 n2 3. tan n x dx tan x tan x dx n 1 1 n 1 n 2 4. cot n x dx cot x cot x dx n 1 5. 6. sec csc n n n 1 1 n 1. x dx 1 n 1 x dx tan x sec 1 n 1 cot x csc 7. cos m x sen n x dx cos sen m x cos n x n2 m1 n2 sec n 1 x x sen n2 n 1 m1 mn x dx sen n2 csc n 1 mn 8. n2 n2 x x dx n2 x dx cosm 2 x senn x dx m1 x cos n 1 mn m1 mn sen m 2 x x cos n x dx xn sen x dx xn cos x n xn 1 cos x dx 10. x n cos x dx x n sen x n x n 1 sen x dx 11. x n e x dx x n e x x n 1 e x dx 9. 2. Los factores de Q(x) son todos lineales y algunos se repiten; es decir, las raíces del denominador son números reales, repitiéndose algunos de ellos. A cada factor de Q(x) de la forma (ax + b)n le corresponde una suma de n fracciones parciales : A1 A2 A3 An 2 3 ax b ax b ax b ax b n 2 n Prof.Prof. Freddy Henríquez Feddy Henríquez 3 Resumen de Cálculo Integral Resumen de Cálculo Integral V b f ( x ) 2 dx a VIII.SEGUNDO TEOREMA FUNDAMENTAL DEL CALCULO Si f es una función continua en [a , b y F (x) una función primitiva de f, entonces: b a f ( x ) dx F ( x) a F (b) F (a) b IX.- AREA ENTRE DOS CURVAS Si f y g son dos funciones continuas en [a , b , y si g (x) f (x) para toda x en [a , b entonces el área entre f y g está dada por la fórmula: b f ( x ) g ( x ) dx A a mayor menor Es bastante útil graficar las funciones f y g , y encontrar los límites de integración resolviendo la ecuación resultante de f (x) = g (x). Si se realiza el giro alrededor del eje y , el volumen se calcula mediante la fórmula: V b g ( y ) 2 dy a El volumen del sólido que se genera al girar alrededor del eje x dos funciones positivas f (x) y g (x) , continuas en [ a , b , y que satisfagan f (x) g (x) para toda x en [ a , b , se calcula con la fórmula: b f 2 ( x ) g 2 ( x ) dx V menor a mayor XII.- IDENTIDADES TRIGONOMETRICAS X..- LONGITUD DE UNA CURVA La longitud de una curva se determina con la fórmula: L b 1 f ' ( x ) dx , 2 a cuando se conoce el intervalo [ a , b y la expresión algebraica de la función f. Las identidades que más se aplican al calcular integrales trigonométricas son: 1) tan 3) csc 5) cot sen 2) cot cos 1 4) sec sen 1 10) cos 2 1 2 1 2 sen 1 cos 2 2 6) sen cos 1 tan 2 7) 1 tan sec 2 9) sen 2 cos 8) 1 cot 2 csc 2 1 cos 2 1 cos 2 11) sen 2 2 sen cos XI.- VOLUMEN DE SÓLIDOS DE REVOLUCION 12) sen cos 13) sen sen Al hacer girar alrededor del eje x el área bajo una función f (x) continua en [ a , b , donde f(x) 0 , se obtiene un sólido de revolución, cuyo volumen se determina con la fórmula: 14) cos cos 1 2 1 2 1 2 sen ( ) sen ( ) cos ( ) cos ( ) cos ( ) cos ( ) 3