Subido por Yined Molina

801 Integrales Resueltas.pdf

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Universidad Nacional Experimental del Táchira
801
EJERCICIOS RESUELTOS DE
INTEGRAL
INDEFINIDA
ITALO G. CARLOS J.
CORTES A SANCHEZ C.
INDICE
INTRODUCCION................................................................................................................. ............................ 5
INSTRUCCIONES............................................................................................................................................ 6
ABREVIATURAS DE USO FRECUENTE................................................................................................... 7
IDENTIFICACIONES USUALES ................................................................................................................. 7
IDENTIDADES ALGEBRAICAS ..................................................................................................... ............. 7
IDENTIDADES TRIGONOMETRICAS....................................................................................................... 8
FORMULAS FUNDAMENTALES....................................................................................................... ..........10
CAPITULO 1................................................................................................................... ................................12
INTEGRALES
ELEMENTALES
................................................................................................................12
EJERCICIOS
DESARROLLADOS..................................................................................................... ........12
EJERCICIOS
PROPUESTOS
......................................................................................................................20
RESPUESTAS................................................................................................................... ...........................21
CAPITULO 2...................................................................................................................................................29
INTEGRACION
POR
SUSTITUCION.................................................................................................. ......29
EJERCICIOS
DESARROLLADOS..................................................................................................... ........29
EJERCICIOS
PROPUESTOS
......................................................................................................................39
RESPUESTAS................................................................................................................... ...........................41
CAPITULO 3...................................................................................................................................................59
INTEGRACION
DE
FUNCIONES
TRIGONOMETRICAS.......................................................................59
EJERCICIOS
DESARROLLADOS.............................................................................................................59
EJERCICIOS
PROPUESTOS
....................................................................................................... ...............66
RESPUESTAS..............................................................................................................................................67
CAPITULO 4................................................................................................................... ................................77
INTEGRACION
POR
PARTES....................................................................................................... ............77
EJERCICIOS
DESARROLLADOS.............................................................................................................77
EJERCICIOS
PROPUESTOS
....................................................................................................... ...............88
RESPUESTAS..............................................................................................................................................89
CAPITULO 5................................................................................................................... ..............................111
INTEGRACION
DE
FUNCIONES
CUADRATICAS...............................................................................111
EJERCICIOS
DESARROLLADOS..................................................................................................... ......111
EJERCICIOS
PROPUESTOS
......................................................................................................... ...........116
RESPUESTAS............................................................................................................................................117
CAPITULO 6................................................................................................................... ..............................126
INTEGRACION POR SUSTITUCION TRIGONOMETRICA .................................................................126
EJERCICIOS
DESARROLLADOS..................................................................................................... ......126
EJERCICIOS
PROPUESTOS:
...................................................................................................................135
RESPUESTAS................................................................................................................... .........................137
CAPITULO 7............................................................................................................................................... ..154
INTEGRACIÓN
DE
FUNCIONES
RACIONALES..................................................................................154
EJERCICIOS
DESARROLLADOS......................................................................................................... ..154
EJERCICICOS
PROPUESTOS....................................................................................................... ...........162
RESPUESTAS................................................................................................................... .........................163
CAPITULO 8.................................................................................................................................................188
2
INTEGRACION DE FUNCIONES RACIONALES D SENO Y COSENO...............................................188
EJERCICIOS
DESARROLLADOS..................................................................................................... ......188
EJERCICIOS
PROPUESTOS
....................................................................................................................195
RESPUESTAS................................................................................................................... .........................195
CAPITULO 9................................................................................................................... ..............................199
INTEGRACION DE FUNCONES IRRACIONALES ...............................................................................199
EJERCICIOS
DESARROLLADOS..................................................................................................... ......199
EJERCICIOS
PROPUESTOS
....................................................................................................................203
RESPUESTAS................................................................................................................... .........................203
EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS .................................................................................................. ......208
RESPUESTAS............................................................................................................... .............................210
BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................................242
3
A Patricia. / A Ana Zoraida.
A los que van quedando en el camino,
Compañeros de ayer,
De hoy y de siempre.
4
INTRODUCCION
El libro que os ofrecemos, no es un libro auto contenido, sino un instrumento
de complementación, para la práctica indispensable en el tópico relativo a las
integrales indefinidas. En este contexto, el buen uso que se haga del mismo
llevará a hacer una realidad, el sabio principio que unifica la teoría con la práctica.
El trabajo compartido de los autores de “801 ejercicios resueltos” es una
experiencia que esperamos sea positiva, en el espíritu universitario de la
activación de las contrapartes, en todo caso será el usuario quien de su veredicto
al respecto, ya sea por medio del consejo oportuno, la crítica constructiva o la
observación fraterna, por lo cual desde ya agradecemos todo comentario al
respecto.
Nos es grato hacer un reconocimiento a la cooperación prestada por los
estudiantes de UNET: Jhonny Bonilla y Omar Umaña.
5
INSTRUCCIONES
Para un adecuado uso de este problemario, nos permitimos recomendar lo
siguiente:
a) Estudie la teoría pertinente en forma previa.
b) Ejercite la técnica de aprehender con los casos resueltos.
c) Trate de resolver sin ayuda, los ejercicios propuestos.
d) En caso de discrepancia consulte la solución respectiva.
e) En caso de mantener la discrepancia, recurre a la consulta de algún
profesor.
f) Al final, hay una cantidad grande de ejercicios sin especificar técnica
alguna. Proceda en forma en forma análoga.
g) El no poder hacer un ejercicio, no es razón para frustrarse. Adelante
y éxito.
6
ABREVIATURAS DE USO FRECUENTE
e: Base de logaritmos neperianos. ηи : Logaritmo natural o neperiano. и og : Logaritmo
vulgar o de briggs. s ne : Seno. arcs ne : Arco seno. cos : Coseno. arccos : Arco
coseno. arc co s : Arco coseno. gτ : Tangente. arctg : Arco tangente. co gτ arccotg
Cotangente.
Arco cotangente. sec : Secante. arcsec : Arco
secante. cosec : Cosecante. arcsec : Arco cosecante. exp: Exponencial. dx: Diferencial
de x.
x : Valor absoluto de x. m.c.m: Mínimo común múltiplo.
IDENTIFICACIONES USUALES
s e n n x = (s e n x ) n s e n − 1 x = arcs e n x и η n x = ( и η x ) n и og n x = ( и ogx ) n и ogx = и
og x IDENTIDADES ALGEBRAICAS
1. Sean a, b: bases; m, n números naturales. a m a n = a m + n ( a m ) n = a mn a
m
a
n
=am−n
,a
≠
0
( ab )n = a n b n ⎛ ⎜ ⎝ a b , 0
(⎞ ⎟ ⎠
n
=a
n
b
n
b
≠
am
n = n a m = n a )m a − n
=
1a
n
a 0 = 1, a ≠
0
7
2. Sean a, b ,c: bases; m, n números naturales ( a ± b )2
= a 2 + 2 ab + b 2 ( a ± b )3
= a 3 ± 3 ab 2 + 3 ab 2 + b 3 ( a ± b )4
= a 4 ± 4 a 3 b + 6 a 2 b 2 ± 4 ab 3 +
b 4 a 2 − b 2 = ( a + b )( a − b ) a 2 n − b 2 n = ( a n + b n
)( a n − b n ) a 3 ± b 3 = ( a ± b )( a 2 ∓ ab ± b 2 ) ( a + b + c ) 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2( ab + ac
+
bc ) 3. Sean b, n, x, y, z: números naturales
и og ( xyz )
= и og b x + и og b y + и
og b
z и og b ⎛ ⎜ ⎝ x y
⎞ ⎟ ⎠
= и og b x −
и
og b
y
и og b x n
= n и og b
x и og b n
x=1n
и
og b
x
и og b
1=0
и
og b
b=1
и eη = 1 и η exp x = x = x и η xe = x e и η x = x exp( и
η )x = x IDENTIDADES TRIGONOMETRICAS 1.
se
n
=
cos
1
ecθ
cos
θ
=
sec 1
θ
τg
θ
=
s cos e
n
θθ
τg
θ
=
co
τ1
g
θ s e n 2 θ + cos 2 θ = 1 1 + τ g 2 θ = sec
2 θ 1+co τ g 2 θ = cosec 2 θ cos θ cos ec θ = co τ g θ cos θτ g θ = s e n θ 2. (a) s e n( α + β ) = s e
n α cos β + cos α s e n β s e n2 α =
2s e n α cos α s n
α2=±
1−
cos α 2
sn
α
=
1−
cos2
2
α
s e n( α − β ) = s e n α cos β −
cos α s e n β e
e
2
8
(b)
cos( α + β ) = cos α cos β −
senαsenβα=±
+α2
cos
2 1 cos
2
cos
α
=
1+
cos2
2
cos( α − β ) = cos α cos β + s e n α s e n β cos2 α =
cos 2 α − s e n 2 α = 1 − 2s e n 2 α = 2cos 2 α − 1 (c)
()
1
α
τg
α+β
=
τ−gταg+
ατ τ g g
ββ
τg
2
α
=
1
−2
ττg
αg
2
α
τg
2
α
=
11−
cos2
α+
cos2
α
τg
(α−β
)
=
1τ+
τα−
ατ τ β β
1 cos s n 1 cos 2 1 cos 1 cos s n
gggg
τ
g
α=±−+αα=+
e
αα=
−
e
α
α
(d) s e n α cos β = 1 2
[ s e n( α + β ) + s e n( α − β )
]
cos α s e n β = 1 2
[ s e n( α + β ) − s e n( α −
β)
]
cos α cos β = 1 2
[ cos( α + β ) + cos( α − β )
]
senαsenβ=−12
[ cos( α + β ) − cos( α −
β)
]
senα+senβ
= 2s e
n α + 2 β cos
α−2
β
senα−senβ
=
2cos α + 2 β s e
n
α−2
β
cos α + cos β
= 2cos α + 2 β cos
α−2
β
cos α − cos β
=−
2s e n α + 2 β s e
n
α−2
β
(e) arcs e n(s e n x ) = x arccos(cos )x = x arc τ g ( τ gx ) = x arcco τ g (co τ gx ) = x arcsec(sec )x
= x arccosec(cosec )x =
x
9
FORMULAS FUNDAMENTALES
Diferenciales Integrales
1.du =
du u
dx
1.- ∫ du = u + c 2.- d ( au ) = adu 2.- ∫ adu = a ∫ du 3.- d ( u + v ) = du +
dv 3.- ∫ ( du + dv ) = ∫ du + ∫ dv 4.- d ( u n ) =
nu n − 1 du 4.-
∫
un
du = n u
n
++
1
1
+c(n
≠−
1)
5.- d ( и η u
)
= du
u
5.∫ du u
=и
ηu+c
6.- d ( e u ) = e u du 6.- ∫ e u du = e u + c 7.- d ( a u ) = a u и η adu 7.-
∫
au
du = и
a aη u
+c
8.- d (s e n u ) =
cos udu 8.- ∫ cos udu = s e n u + c 9.- d (cos u ) = −
s e n udu 9.- ∫ s e n udu = − cos u + c 10.- d ( τ gu ) = sec 2 udu 10.- ∫ sec 2 udu τ=
gu + c 11.- d (co τ gu ) = − cosec 2 udu 11.- ∫ cosec 2 udu = − co τ gu + c 12.- d (sec u ) =
sec u τ gudu 12.- ∫ sec u τ gudu = sec u + c 13.- d (cosec u ) = −
cosec u co τ gudu 13.- ∫ cosec u co τ gudu = − cosec u + c 14.d (arcs e n u
)
=
du 1
−
u
2
14.-
∫
du 1
−
u
2
= arcs e n
u+
c
15.d (arccos u
)
=
−
du 1
−
u
2
15.-
∫
du 1
−
u
2
= − arccos
u+
c
16.d (arc τ gu
)
=
1
+ du u
2
16.-
∫
1
+ du u
2
= arc
τ gu +
c
17.d (arcco τ
gu
)
=
1
−
+
du u
2
17.-
∫
1
+ du u
2
= − arcco
τ gu +
c
18.d (arcsec u
)
=
u du u
2
−
1
∫
uu
du
−1
=⎧ ⎨ ⎩
− arcsec arcsec u u + + cu ; cu
;>0<
0
19.2
18.2
du
=
u−
du u
−
u−u
du
−1
= ⎧ ⎨ ⎩ (arccosec )
1
arccosec arccosec 19.-
∫
2
− u + cu ; > 0
u + cu
;<
0
10
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