Lección 4.2 - La Integral Definidamyfaculty.metro.inter.edu/jahumada/mate3031/unidad... · La Suma...
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Unidad 3
La Integral Definida
08/03/2016 Prof. José G. Rodríguez Ahumada 1 de 20
Actividades 3.2
• Referencia del Texto: Sección 4.2 Área – Ver ejemplos 1 – 4.
Ejercicios de práctica: Impares del 1 – 19. Sección 4.3 La Suma
de Riemann y La Integral Definida, Ver ejemplos 1, 4, 5 y 6.
Ejercicios de práctica: Impares 13 - 45
• Asignación 3.2: Sección 4.2 Área – problema 16, Sección 4.3
La Suma de Riemann y La Integral Definida: problemas 22 (Use
GRAPH para hacer una copia de su gráfica y área a calcular),
38 y 42
• Referencias del Web:
Khan Academy – Aproximación simple de Riemann usando rectángulos;
Sumas e Integrales de Riemann
Paul’s Online Note – The Definition of the Definite Integrals
Visual Calc – The Definite Integral ;Tutorial el integral definido. Ilustración
de cómo se evalúa el integral definido usando su definición [Flash].
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Área bajo una curva
• Aproxime área bajo la
curva
• Observe que se puede
dividir el intervalo [a,b] en
cuatro subintervalos cada
uno con ancho:
• El largo o altura de cada
rectángulo son: f(x1), f(x2),
f(x3), f(x4),
4
abx
xxfxxfA )(...)( 41
4
1
)(i
i xxfA
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Ejemplo 1
• Considere la gráfica de la siguiente función
sobre el intervalo [0, 600]:
• a) Aproxime el área dividiendo en 6
subintervalos.
• b) Aproxime el área dividiendo en 12
subintervalos.
f (x) 600x x2
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Solución del Ejemplo 1(a)
• Divida el intervalo [0, 600] en 6
intervalos del mismo tamaño
con xi entre x1 = 0 y x6 = 500.
• Observe que:x
600 0
6 100,
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𝑓(200)
Área del rectángulo entre 200 y 300 = 𝑓(200) ∙ ∆𝑥
Área bajo la gráfica entre 200 y 300 ≈
𝑓 0 ∙ ∆𝑥 + 𝑓 100 ∙ ∆𝑥 + 𝑓 200 ∙ ∆𝑥 + 𝑓 300 ∙ ∆𝑥 + 𝑓 400 ∙ ∆𝑥 + 𝑓 500 ∙ ∆𝑥
𝑖=1
6
𝑓 𝑥𝑖 ∙ ∆𝑥 ≈ 35,000,000
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Solución del Ejemplo 1(b)
• Divida el intervalo [0, 600] en
12 intervalos del mismo
tamaño con xi entre x1 = 0 y
x12 = 550.
• En este caso: x 600 0
12 50,
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𝑖=1
12
𝑓 𝑥𝑖 ∙ ∆𝑥 ≈ 35,750,000
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Notación Sigma
• Se usa para abreviar la suma de términos en una
sucesión.
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𝑥=1
5
𝑥2 − 1 = 12 − 1 + 22 − 1 + 32 − 1 + 42 − 1 + 52 − 1
= 0 + 3 + 8 + 15 + 24
= 50
𝑖=1
10
2𝑖 − 5 =
𝑖=1
10
2𝑖 −
𝑖=1
10
5
= 2
𝑖=1
10
𝑖 − 5 10
= 2 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 − 50
= 110 − 50 = 60
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Ejemplo 2
• Calcule
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𝑥=1
3
𝑥2 − cos(𝜋𝑥 ) = (1)2−cos(𝜋(1) + (2)2−cos(𝜋(2) + (3)2−cos(𝜋(3)
= 1 − cos(𝜋 + 4 − cos(2𝜋) + 9 − cos(3𝜋 )
= 1 −(−1 + 4 −(1) + 9 −(−1 )
= 15
= 2 + 3 + 10
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Integral definida
• Si f es una función continua definida en el intervalo
[a,b], dividimos el intervalo [a,b] en n subintervalos
de igual ancho y se elige un punto en
cada intervalo xi . Entonces, la integral definida de f,
desde a a b es:
• Teorema Fundamental del Cálculo: Si F es una
antiderivada de f. Entonces:
nabx /)(
b
a
dxxf )(La Suma de
Riemann
f (x) dxa
b
F(b) F(a).
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n
i
i xxf1
)( n
lim
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Ejemplo 3
• Evalúe el integral
2
1
2 )1( dxx
2
1
3
3
x
x
)2(
3
)2( 3
)2(
3
8
6
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)1(
3
)1( 3
)1(
3
1
3
14
3
4
3
18
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Ejercicio #1
a)
b)
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4
1
2 dxxx
4
1
23
23
xx
2
4
3
4 23
2
)1(
3
)1( 23
2
16
3
64
2
1
3
1
2
1
3
18
3
64
6
85
6
114 ó
3
0
dxex 3
0
xe 03 ee 13 e
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Ejemplo 4
• Evalúe el integral. Luego, aproxime
a la milésima más cercana y trace la
gráfica del integrando.
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e
dxx
x1
121
e
xxx1
2 ln
eee ln2 1ln11 2
12 ee 011
32 ee
107337927.7 107.7
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Ejemplo 4 …
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e
dxx
x1
121 32 ee 107.7
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Área bajo la gráfica de una función
• Si 𝑓 es una función continua, no negativa el área
entre la gráfica de 𝑓 y el eje de 𝑥 en el intervalo [a, b]
está determinado por:
• Observe: La función debe ser continua y no negativa
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b
a
dxxf )(
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Ejemplo 5• Calcule el área bajo la curva de la siguiente función f(x) = x2 +1
sobre el intervalo [– 1, 2].
• Solución:
• Observe que la función f es una función polinómica, por tanto es
continua en todo su domio.
• Además, es positiva en el intervalo [-1, 2]
2
1
2 )1( dxx
2
1
3
3
x
x
6
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Ejercicio # 2• Calcule el área bajo la gráfica de la función sobre
el intervalo [ 2, 5]. Luego, aproxímelo a la
centésima más cercana.
• Solución: Observe que f es continua y positiva en
el intervalo [2, 5], de modo que:
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u
uuf
2)(
duu
u
5
2
2
5
2 2
1
2
1
2du
uu
u
5
2
2
1
2
1
2 duuu
5
2
2
12
3
43
2
uu
2
12
3
)5(43
)5(2
2
12
3
)2(43
)2(2
490711985.1 771236166.3
28.2
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Propiedades de la Integral Definida
1.
2.
3. Si c es un número tal qe a< c <b,
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𝑎
𝑏
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = − 𝑏
𝑎
𝑓 𝑥 𝑑𝑥
𝑎
𝑎
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 0
𝑎
𝑏
𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 𝑎
𝑐
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 + 𝑐
𝑏
𝑓(𝑥)𝑑𝑥
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Ejemplo 7
• Si 010𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 17 y 0
8𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = 12, encuentre
810𝑓(𝑥)𝑑𝑥 .
• Solución:
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0
8
𝑓(𝑥)𝑑𝑥 + 8
10
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 0
10
𝑓(𝑥)𝑑𝑥
8
10
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 = 0
10
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 − 0
8
𝑓(𝑥)𝑑𝑥
8
10
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =17 − 12
8
10
𝑓 𝑥 𝑑𝑥 =5
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Ejercicios del Texto• Establezca un integral definido para calcular el área de la región
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Calcule los siguientes integrales. Luego, use
GRAPH para dibujar área y use la fórmula
geométrica para calcular el área.
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Ejercicios del Texto …• Establezca un integral definido para calcular el área de la región
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