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Integral indefinida, Apuntes de Matemáticas Aplicadas

Asignatura: MATEMATICAS APLICADAS A LA BIOLOGIA, Profesor: Mª Teresa González Manteiga, Carrera: Biología, Universidad: UCM

Tipo: Apuntes

2016/2017

Subido el 21/01/2017

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©Mª Teresa González Manteiga
INTEGRAL INDEFINIDA
Se llama integral indefinida de
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y se designa por
( ) f x dx
al conjunto de todas
las primitivas de
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La función
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es una función primitiva de
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si
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Si
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es una primitiva de
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, entonces
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ya que
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.
Si dos funciones
12
( ) y ( )p x p x
son ambas primitivas de una misma función
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entonces
y en consecuencia
12
( ) - ( )p x p x C
, una constante. Por
tanto:
( ) ( ) , siendo ' . f x dx p x C p x f x
La función
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se suele llamar integrando.
Propiedades de la integral indefinida:
Por ser
'p x f x
la diferencial de
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es
'p x dx f x dx
.Por tanto:
( ) ( ) = ( ) f x dx dp x p x C

Esto significa que la diferenciación y la integración son dos operaciones inversas
una de la otra.
Integral de una constante por una función:
. ( ) ( ) K f x dx K f x dx

Integral de una suma de funciones:
( ) ( ) ( ) + ( ) g x h x dx g x dx h x dx
Integración por partes:
Como consecuencia de la diferencial de un producto:
( . ) . .d u v u dv v du
( . ) . .d u v u dv v du
de donde:
. . .u dv u v v du

que se conoce como la fórmula de integración por partes.
Integración por sustitución o cambio de variable:
Sabemos que si
( ),siendo ( )f x g u u u x
entonces
' ' . 'f x g u u x
por tanto
. ' f x dx g u u x dx g u du
y si esta integral es más fácil de
calcular, una vez obtenido el resultado como función de u se deshace el cambio para dar
el resultado como función de x.
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INTEGRAL INDEFINIDA

Se llama integral indefinida de f ( )x y se designa por f ( )x dx

al conjunto de todas

las primitivas de f ( )x.

La función p x( ) es una función primitiva de f ( )x si p '  x  f  x.

Si p x( )es una primitiva de f ( )x , entonces p x( )+C es también una primitiva de f ( )x

ya que ( p x( )  C) '  p ' x  f  x.

Si dos funciones p 1 ( ) yx p 2 ( )x son ambas primitivas de una misma funciónf ( ),x

entonces p 1 ' x   p 2 ' x 0 y en consecuencia p 1 ( ) -x p 2 ( )x C, una constante. Por

tanto:

f^ ( )x^ dx^ ^ p x( )^ ^ C^ , siendo^ p^ '^ x^ ^ f^ ^ x.

La función f ( )x se suele llamar integrando.

Propiedades de la integral indefinida:

 Por ser p^ ' x^  f^  xla diferencial de p x( )es p^ ' x dx f^  x dx .Por tanto:

 f^ ( )x^ dx^ ^ dp x( ) = ( )^ p x^ C

Esto significa que la diferenciación y la integración son dos operaciones inversas

una de la otra.

Integral de una constante por una función:

 K f.^ ( )x dx^ K^ f^ ( )x dx

Integral de una suma de funciones:

 ^ g x( )^ ^ h x( )^ dx^  g x dx( )^ +^ h x dx( )

Integración por partes: Como consecuencia de la diferencial de un producto:d u v(. )  u dv. v du.

 d u v(. )^ ^  u dv.^ v du.^ de donde:

 u dv.^ ^ u v.^ v du.

que se conoce como la fórmula de integración por partes.

Integración por sustitución o cambio de variable:

Sabemos que si f  x   g u( ),siendo u u x( ) entonces f '  x  g ' u . 'u  x

por tanto  f  x dx   g u . 'u  x  dx g u duy si esta integral es más fácil de

calcular, una vez obtenido el resultado como función de u se deshace el cambio para dar

el resultado como función de x.

TABLA DE INTEGRALES

1 , si 1 1

n n x x dx C n n

     

1 ( ) ( ) ' , si 1 1

n n u x u x u x dx C n n

     

dx lnx C x

ln ( ) ( )

u x dx u x C u x

x x e dx  e C

( ) ( ) ' u x u x e u x dx  e C

ln

x x a a dx C a

, siendo

a  0

( ) ( ) ' , >0 y 1 ln

u x u x a a u x dx C a a a

9. sen x dx   cosx C 10.sen  u x( )  u ' x  dx   cos  u x( ) C

  1. cos x dx  senx C

12. cos  u x( )  u '  x  dx  sen  u x( ) C

cos

dx tg x C x

2 ^ 

cos ( )

u x dx tg u x C u x

sen

dx cotg x C x

2 ^ 

sen ( )

u x dx cotg u x C u x

2

 tg x dx  x  tg x C 18.      

2

tg^ u x( )^ u^ '^ x^ dx^  u x^ ( )^ ^ tg^ u x( )^ C

2

arc sen 1

dx x C x

2

arc sen ( ) 1 ( )

u x dx u x C u x

arc tg 1

dx x C x

2 ^ ^ 

arc tg 1

u x dx u x C u x

Caso II. Si Q x( ) tiene todas las raíces reales pero hay alguna múltiple (de orden m )

Por cada una de éstas se escriben m fracciones de numeradores Ai, números reales a

calcular, y denominadores     

2 , ,...,

m x  ai x  ai x ai , respectivamente. Se

descompone así

r x dx Q x

 en suma de integrales sencillas:

1 1

1

ln

, si n > 1

i i n i i n i i

A

dx A x a C x a

A x^ a dx A C x a n

 

 ^ 

Caso III. Si Q x( ) tiene raíces complejas, éstas van por parejas    i y i. Por

cada pareja de raíces complejas conjugadas de orden de multiplicidad 1, se escribe una

sola fracción de la forma:

(^2 )

Mx N

x  

De la integral

(^2 )

Mx N dx

x  

se obtiene un logaritmo neperiano y/o un arco

tangente.