Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES EDUCACIÓN
COMERCIAL Y DERECHO
CARRERA DE ECONOMIA
METODOS DE INTEGRACIÓN: Sustitución, Por parte,
Trigonométricas y Funciones parciales
AUTOR:
ALEXANDRA MARIBEL ORTIZ SALAZAR
ANA MILENA MARTILLO HUACON
CINDY ELIZABETH GUEVARA ZAMBRANO
KIMBERLY JENNIFFER GÓMEZ HERRERA
WILFRIDO JOEL ANGULO VELASCO
ASIGNATURA: CÁLCULO INTEGRAL
DOCENTE: ROBERTO BASURTO QUILLIGANA
PERÍODO:
Mayo 2021 a septiembre 2021
MILAGRO – ECUADOR
https://pregradovirtual.unemi.edu.ec/course/view.php?id=611
METODOS DE INTEGRACIÓN:
Sustitución, Por parte, Trigonométricas y Funciones parciales
Metodología
La presente investigación, basa de manera general su análisis en las diferencias y características
de los métodos de integración, para llegar a la misma se usaron fuentes bibliográficas que
refuerzan el conocimiento impartido por el catedrático. Toda vez que se recopiló la información
de fuentes confiables, como libros y artículos científicos.
Es así que la metodología aplicada permite tener en claro los procedimientos, las técnicas y
herramientas utilizadas para la obtención de resultados, representan operaciones realizadas donde
intervienen varias reglas y principios de integración, los cuales dependen del tipo de integral,
sean estas, definidas, indefinidas, propias e impropias.
Los procesos, información y cálculos realizados en base a este tema, los vamos a trabajar a
continuación.
Introducción
El cálculo integral originó en la antigüedad por Arquímedes (287-212 a. C.), que fue un
matemático griego, que tuvo segmentos parabólicos. Luego se presentaron estudios Isaac
Newton, Gottfried Leibniz y Louis Cauchy, y a más tardar se fomentó métodos más rápidos en
cuanto el aprendizaje y compresión de la integral, en cuál se desarrollaron problemas relativos en
distintas ingenierías. Por lo cual se manifestó los métodos de integración con conceptos
fundamentales, en cuanto las operaciones básicas, y sus distintas aplicaciones. Pero al estudiar la
integral, hay que hablar sobre la integral conocida, lo que si tenemos una integral de la tabla la
podemos reducirla a más simple.
Entonces el teorema fundamental de cálculo, nos permiten encontrar integrales indefinidas,
que comprende diferentes técnicas (combinada). Por ellos podemos calcular las derivadas y
antiderivada de una función donde podemos encontrar los métodos de integración esto puede ser
ejemplo típico y sencillo. La integración Tratará Funciones algebraica y trascendente tiene
relación con las funciones circular. El problema de resolver una integral indefinida de operación
puede llegar de muy complejas por los que se han facilitado diversos procedimientos que se
llaman métodos que son cuatro muy importante.
1. Integración por sustitución algebraica: método apoyado en la regla de la cadena.
2. Integración por sustitución trigonométrica: método de integración de funciones
algebraicas cuyas integrales indefinidas son funciones trigonométricas.
3. Integración por partes: método que refiere de la diferenciación de un producto.
4. Integración por fracciones parciales: método que refiere al cociente de
polinomios.
Los métodos de integración se presentan ejercicios simples pero ilustrativos que nos permiten
llegar de manera continua hasta los que tienen incluso el mayor grado de dificultad.
Desarrollo
Las operaciones de integración de funciones pueden ser muy complejas. Se han introducido
varios procedimientos generales para facilitarlos.
Método de Sustitución
El método consiste en sustituir el integrando o parte de este por otra función para que la
expresión resultante sea más fácil de integrar. Si elegimos un cambio de variable de modo que al
aplicarlo se obtiene en el integrando una función multiplicada por su derivada, la integral será
inmediata. Pero en ocasiones un cambio mal escogido puede complicar más la integral
(Granados, 2019).
En la siguiente tabla se recopilan diferentes cambios de variable que suelen funcionar en la
mayoría de las integrales que nos encontraremos
Integral Cambio recomendable
∫(𝑎𝑥)𝑑𝑥 𝑧 = 𝑎
𝑥
∫(𝑒𝑥)𝑑𝑥 𝑧 = 𝑒
𝑥
∫(𝑥, ln 𝑥)𝑑𝑥 𝑧 = ln 𝑥
∫(𝑥, 𝑎𝑟𝑐 … )𝑑𝑥 𝑧 = 𝑎𝑟𝑐 …
∫(𝑠𝑖𝑛𝑚𝑥, 𝑐𝑜𝑠𝑛)
z= cos x si m impar
z=sin x si n impar
z= tan x si m, n pares
∫ (𝑥, √𝑎2 − 𝑏2𝑥2) 𝑑𝑥 𝑥 =
𝑎
𝑏
sin 𝑡
∫ (𝑥, √𝑎2 + 𝑏2𝑥2) 𝑑𝑥 𝑥 =
𝑎
𝑏
tan 𝑡
∫ (𝑥, √𝑏2𝑥2 − 𝑎2) 𝑑𝑥 𝑥 =
𝑎
𝑏
sec 𝑡
Ejemplo 1:
∫(𝑥 − 3)√𝑥 + 4 𝑑𝑥
Sustituimos:
𝑎 = 𝑥 + 4
𝑑𝑎
𝑑𝑥
= 1
𝑑𝑎 = 𝑑𝑥
Entonces:
∫(𝑥 − 3)√𝑎 𝑑𝑎
Despejamos x en 𝑎 = 𝑥 + 4 :
𝑥 = 𝑎 − 4
Reemplazamos x en:
∫(𝑎 − 4 − 3)√𝑎 𝑑𝑎
∫(𝑎 − 7)𝑎
1
2⁄ 𝑑𝑎
∫ (𝑎
3
2⁄ − 7𝑎
1
2⁄ ) 𝑑𝑎
∫ 𝑎
3
2⁄ − ∫ 7𝑎
1
2⁄ 𝑑𝑎
𝑎
5
2⁄
5
2
− 7
𝑎
3
2⁄
3
2
+ 𝐶
2𝑎
5
2⁄
5
−
14𝑎
3
2⁄
3
+ 𝐶
Reemplazamos a y tenemos la respuesta:∫(𝑥 − 3)√𝑥 + 4 𝑑𝑥 =
2(𝑥+4)
5
2⁄
5
−
14(𝑥+4)
3
2⁄
3
+ 𝐶
Ejemplo 2:
∫
𝑥2 − 1
√𝑥3 − 3𝑥 + 16
3 𝑑𝑥
Sustituimos:
𝑎 = 𝑥3 − 3𝑥 + 16
𝑑𝑎
𝑑𝑥
= 3𝑥2 − 3
𝑑𝑎 = 3(𝑥2 − 1)𝑑𝑥
𝑑𝑥 =
𝑑𝑎
3(𝑥2 − 1)
Entonces reconstruimos:
∫
𝑥2 − 1
√𝑎
3 ∗
𝑑𝑎
3(𝑥2 − 1)
1
3
∫
𝑑𝑎
√𝑎
3
1
3
∫ 𝑎
−1
3⁄ 𝑑𝑎
1
3
∗
𝑎
2
3⁄
2
3
+ 𝐶
1
3
∗
3𝑎
2
3⁄
2
+ 𝐶
√𝑎2
3
2
+ 𝐶
Reemplazamos a y tenemos la respuesta:∫
𝑥2−1
√𝑥3−3𝑥+16
3 𝑑𝑥 =
√(𝑥3−3𝑥+16)2
3
2
+ 𝐶
Método Por partes
Este método de integración parte del producto de dos funciones se identifica a u= u (x); v =
(x). Si recordamos la derivada del producto de dos funciones (primera función por la derivada de
la segunda función más la segunda función por la derivada de la primera):
𝒅 (𝒖 𝒗 ) = 𝒖 𝒗´ + 𝒗 𝒖´
Se integra ambos miembros de la igualdad:
∫ 𝒅 ( 𝒖 𝒗) = ∫ 𝒖 𝒗´ + 𝒗 𝒖´
∫ 𝒅 ( 𝒖 𝒗) = ∫ 𝒖 𝒗´ + ∫ 𝒗 𝒖´
Entonces se tiene que:
(𝒖)(𝒗) = ∫ 𝒖 𝒗´ + ∫ 𝒗 𝒖´
(𝒖)(𝒗) − ∫ 𝒗 𝒖´ = ∫ 𝒖 𝒗´
Reemplazando con respecto al diferencial de x, tenemos lo siguiente:
∫ 𝒖 𝒅𝒗 = (𝒖)(𝒗) − ∫ 𝒗 𝒅𝒖 Integración por partes
Esto quiere decir que para poder integrar por partes se necesita identificar la función u con su
respectivo diferencial du y el diferencial dv con su respectiva función v (Escandón, 2017).
Ejemplo 1:
∫ 𝑥2𝐿𝑛 𝑥 𝑑𝑥 =
Definimos nuestras variables u y dv, aplicando el razonamiento ILATE, derivamos e integramos
respectivamente:
𝑢 = 𝐿𝑛𝑥 𝑑𝑣 = 𝑥2𝑑𝑥
𝑑𝑢
𝑑𝑥
=
1
𝑥
∫ 𝑑𝑣 = ∫ 𝑥2𝑑𝑥
𝑑𝑢 =
1
𝑥
𝑑𝑥 𝑣 =
𝑥3
3
Planteamos la integral:
∫ 𝑢 𝑑𝑣 = 𝑢𝑣 − ∫ 𝑣 𝑑𝑢
∫ 𝑥2𝐿𝑛 𝑥 𝑑𝑥 = 𝐿𝑛 𝑥 (
𝑥3
3
) − ∫
𝑥3
3
(
1
𝑥
𝑑𝑥)
∫ 𝑥2𝐿𝑛 𝑥 𝑑𝑥 =
1
3
𝑥3𝐿𝑛 𝑥 −
1
3
∫ 𝑥2𝑑𝑥
∫ 𝑥2𝐿𝑛 𝑥 𝑑𝑥 =
1
3
𝑥3𝐿𝑛 𝑥 −
1
3
∫
𝑥3
3
𝑑𝑥 + 𝐶
∫ 𝑥2𝐿𝑛 𝑥 𝑑𝑥 =
1
3
𝑥3𝐿𝑛 𝑥 −
1
3
(
𝑥3
3
) + 𝐶
∫ 𝑥2𝐿𝑛 𝑥 𝑑𝑥 =
1
3
𝑥3𝐿𝑛 𝑥 −
1
9
𝑥3 + 𝐶
Ejemplo 2:
∫ 𝑥 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑥 =
Definimos nuestras variables u y dv, aplicando el razonamiento ILATE, derivamos e integramos
respectivamente:
𝑢 = 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑣 = 𝑥 𝑑𝑥
𝑑𝑢
𝑑𝑥
=
1
1 + 𝑥2
∫ 𝑑𝑣 = ∫ 𝑥 𝑑𝑥
𝑑𝑢 =
1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥 𝑣 =
𝑥2
2
Aplicamos la fórmula de integración por partes y planteamos:
∫ 𝑢 𝑑𝑣 = 𝑢𝑣 − ∫ 𝑣 𝑑𝑢
∫ 𝑥 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑥 = 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 (
𝑥2
2
) − ∫
𝑥2
2
∗
1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥
∫ 𝑥 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑥 =
𝑥2𝑡𝑎𝑛−1𝑥
2
−
1
2
∫
𝑥2
1 + 𝑥2
𝑑𝑥
Resolvemos la integral ∫
𝑥2
1+𝑥2
𝑑𝑥
∫
𝑥2
1 + 𝑥2
𝑑𝑥 = ∫
𝑥2 + 1 − 1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥
∫
𝑥2 + 1 − 1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥 = ∫ (
𝑥2 + 1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥 −
1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥)
∫ (1 𝑑𝑥 −
1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥)= ∫ 1 𝑑𝑥 − ∫
1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥
∫ 1 𝑑𝑥 − ∫
1
1 + 𝑥2
𝑑𝑥 = 𝑥 − 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 + 𝐶
Reemplazamos el resultado en:
∫ 𝑥 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑥 =
𝑥2𝑡𝑎𝑛−1𝑥
2
−
1
2
∫
𝑥2
1 + 𝑥2
𝑑𝑥
∫ 𝑥 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑥 =
𝑥2𝑡𝑎𝑛−1𝑥
2
−
1
2
(𝑥 − 𝑡𝑎𝑛−1𝑥) + 𝐶
∫ 𝑥 𝑡𝑎𝑛−1𝑥 𝑑𝑥 =
1
2
(𝑥2𝑡𝑎𝑛−1𝑥 − 𝑥 + 𝑡𝑎𝑛−1𝑥) + 𝐶
Método de Sustitución Trigonométricas
Es el proceso que se puede aplicar a aquellas integrales en cuyo integrado aparezca algunas de
las siguientes expresiones:
√𝑎2 − 𝑥2 √𝑥2 − 𝑎2 √𝑎2 + 𝑥2
La mejor forma de realizar la integración por sustitución trigonométricas es eliminando el
radical. Este método se basa en la utilización de triángulos rectángulos, el Teorema de Pitágoras
e identidades trigonométricas.
Tener en cuenta los siguientes puntos: (EcuRed, 2011)
Usar una identidad trigonométrica y simplificar, es útil cuando se presentan funciones
trigonométricas.
Eliminar una raíz cuadrada, se presenta normalmente después de completar un
http://es.wikipedia.org/wiki/Identidades_trigonom%C3%A9tricas
http://www.aaamatematicas.com/fra66hx2.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Ra%C3%ADz_cuadrada
cuadrado o una sustitución trigonométrica.
Reducir una fracción impropia.
Separar los elementos del numerador de una fracción entre el denominador de la
fracción.
Multiplicar por una forma unitaria
𝑔(𝑥)
𝑔(𝑥)
que al multiplicar por el integrando 𝑓(𝑥)
permita modificar adecuadamente
[𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)]
𝑔(𝑥)
.
Probar sustituir 𝑓(𝑥) por
1
(
1
𝑓(𝑥)
)
.
Ejemplo 1:
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 =
Entonces tenemos que:
𝑎2 = 16 𝑢2 = 𝑥2
√𝑎2 = √16 √𝑢2 = √𝑥2
𝑎 = 4 𝑢 = 𝑥
Por lo tanto:
𝑢 = 𝑎 𝑠𝑖𝑛𝜃
𝑥 = 4 𝑠𝑖𝑛𝜃
𝑑𝑥
𝑑𝜃
= 4 𝑐𝑜𝑠𝜃
𝑑𝑥 = 4 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑑𝜃
Sustituimos en:
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 = ∫
(4 𝑠𝑖𝑛𝜃)3
√16 − (4 𝑠𝑖𝑛𝜃)2
(4 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑑𝜃)
∫
64 𝑠𝑖𝑛3𝜃
√16 − 16 𝑠𝑖𝑛2𝜃
(4 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑑𝜃) = ∫
64 𝑠𝑖𝑛3𝜃
√16(1 − 𝑠𝑖𝑛2𝜃)
(4 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑑𝜃)
∫
64 𝑠𝑖𝑛3𝜃
4𝑐𝑜𝑠2𝜃
4 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑑𝜃 = ∫ 64 𝑠𝑖𝑛3𝜃 𝑑𝜃
64 ∫ 𝑠𝑖𝑛3𝜃 𝑑𝜃 = 64 ∫ 𝑠𝑖𝑛2𝜃𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑑𝜃
64 ∫( 1 − 𝑐𝑜𝑠2𝜃)𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑑𝜃 =
Resolvemos la integral aplicando los métodos ya conocidos:
𝑢 = cos 𝜃 𝑑𝑢 = −𝑠𝑒𝑛𝜃𝑑𝜃
−64 ∫( 1 − 𝑢2)𝑑𝑢 = −64 ∫ 1𝑑𝑢 − ∫ 𝑢2 𝑑𝑢
−64 ∫ 1𝑑𝑢 + ∫ 𝑢2 𝑑𝑢 = −64 (𝑢 −
𝑢3
3
) + 𝐶
Reemplazamos los valores de u:
64 ∫( 1 − 𝑐𝑜𝑠2𝜃)𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑑𝜃 = − 64 (cos 𝜃 −
𝑐𝑜𝑠3 𝜃
3
) + 𝐶
Reemplazamos los valores de las funciones y obtenemos el resultado:
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 = − 64 (cos 𝜃 −
𝑐𝑜𝑠3 𝜃
3
) + 𝐶
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 = − 64 (
√16 − 𝑥2
4
−
1
3
(
√16 − 𝑥2
4
)
3
) + 𝐶
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 = − 64
√16 − 𝑥2
4
+
64
3
(
√16 − 𝑥2
4
)
3
+ 𝐶
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 = − 16√16 − 𝑥2 +
64
3
(
(16 − 𝑥2)
3
2⁄
64
) + 𝐶
∫
𝑥3
√16 − 𝑥2
𝑑𝑥 =
1
3
(16 − 𝑥2)
3
2⁄ − 16√16 − 𝑥2 + 𝐶
Ejemplo 2:
∫
1
𝑥2√𝑥2 + 4
𝑑𝑥 =
Entonces tenemos que:
𝑎2 = 4 𝑢2 = 𝑥2
√𝑎2 = √4 √𝑢2 = √𝑥2
𝑎 = 2 𝑢 = 𝑥
Por lo tanto:
𝑢 = 𝑎 𝑡𝑎𝑛𝜃
𝑥 = 2 𝑡𝑎𝑛𝜃
𝑑𝑥
𝑑𝜃
= 2 𝑡𝑎𝑛𝜃
𝑑𝑥 = 2 𝑠𝑒𝑐2 𝜃 𝑑𝜃
Sustituimos en:
∫
1
𝑥2√𝑥2 + 4
𝑑𝑥 = ∫
1
(2 𝑡𝑎𝑛𝜃)2√(2 𝑡𝑎𝑛𝜃)2 + 4
( 2 𝑠𝑒𝑐2 𝜃 𝑑𝜃) =
∫
1
4𝑡𝑎𝑛2𝜃√4𝑡𝑎𝑛2𝜃 + 4
( 2 𝑠𝑒𝑐 𝜃 𝑑𝜃) = ∫
1
4𝑡𝑎𝑛2𝜃√4(𝑡𝑎𝑛2𝜃 + 1)
( 2 𝑠𝑒𝑐2 𝜃 𝑑𝜃) =
∫
1
4𝑡𝑎𝑛2𝜃√4𝑠𝑒𝑐2𝜃
( 2 𝑠𝑒𝑐2 𝜃𝑑𝜃) = ∫
1
4𝑡𝑎𝑛2𝜃 (2 sec 𝜃)
2 𝑠𝑒𝑐2 𝜃 𝑑𝜃 =
∫
𝑠𝑒𝑐 𝜃
4𝑡𝑎𝑛2𝜃
𝑑𝜃 =
1
4
∫
1
𝑐𝑜𝑠 𝜃
𝑠𝑒𝑛2𝜃
𝑐𝑜𝑠2𝜃
𝑑𝜃 =
1
4
∫
𝑐𝑜𝑠 𝜃
𝑠𝑒𝑛2𝜃
𝑑𝜃 =
Resolvemos la integral aplicando los métodos ya conocidos:
𝑢 = sen 𝜃 𝑑𝑢 = 𝑐𝑜𝑠 𝜃𝑑𝜃
1
4
∫
𝑐𝑜𝑠 𝜃
𝑠𝑒𝑛2𝜃
𝑑𝜃 =
1
4
∫
𝑑𝑢
𝑢2
=
1
4
∫
𝑑𝑢
𝑢2
=
1
4
∫ 𝑢−2𝑑𝑢 =
1
4
(
𝑢−1
−1
) + 𝐶 = −
1
4𝑢
+ 𝐶
Reemplazamos los valores de u:
1
4
∫
𝑐𝑜𝑠 𝜃
𝑠𝑒𝑛2𝜃
𝑑𝜃 = −
1
4𝑢
+ 𝐶
1
4
∫
𝑐𝑜𝑠 𝜃
𝑠𝑒𝑛2𝜃
𝑑𝜃 = −
1
4𝑠𝑒𝑛𝜃
+ 𝐶
Reemplazamos los valores de las funciones y obtenemos el resultado:
∫
1
𝑥2√𝑥2 + 4
𝑑𝑥 = −
1
4𝑠𝑒𝑛𝜃
+ 𝐶
∫
1
𝑥2√𝑥2 + 4
𝑑𝑥 = −
1
4 (
𝑥
√𝑥2 + 4
)
+ 𝐶
∫
1
𝑥2√𝑥2 + 4
𝑑𝑥 = −
√𝑥2 + 4
4𝑥
+ 𝐶
Método Fracciones Parciales
Es el proceso de descomponer una fracción en otras más simples, recibe el nombre de
“descomposición en fracciones parciales” (Gómez Lozano, 2015).
Este método permite obtener de forma más inmediata una integral o una transformada de
Laplace Inversa. Se define como fracciones parciales a la función 𝑓(𝑥), en la cual la función
depende de un numerador y un denominador. Se divide en dos tipos de fracciones:
1. Fracciones impropias: Se refiere cuando el grado del polinomio del numerador es
mayor o igual que el grado del polinomio del denominador.
2. Fracciones propias: Se refiere cuando el grado del polinomio del numerador es menor
que el grado del polinomio del denominador.
Tener en cuenta los siguientes puntos para obtener la descomposición en fracciones parciales
de
𝑃(𝑥)
𝑄(𝑋)
: (Morales , Muñoz , Ramos , & Yucra , 2018)
Si el grado de 𝑃(𝑥) no es menor que el de 𝑄(𝑥) se deben dividir los polinomios para
obtener la forma apropiada.
Expresar 𝑄(𝑥) como un producto de factores lineales a𝑖x + b o formas cuadráticas
irreducibles 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 y agrupar los factores repetidos para que 𝑄(𝑥) quede
expresado por un producto de factores distintos de la forma (𝑎𝑥 + 𝑏)𝑚 o bien (𝑎𝑥2 +
𝑏𝑥 + 𝑐)𝑛 con 𝑚 𝑦 𝑛 enteros no negativos.
Ejemplo 1:
∫
7𝑥 + 3
(𝑥 + 4)(𝑥 − 1)
𝑑𝑥 =
7𝑥 + 3
(𝑥 + 4)(𝑥 − 1)
=
𝐴
𝑥 + 4
+
𝐵
𝑥 − 1
7𝑥 + 3
(𝑥 + 4)(𝑥 − 1)
=
𝐴(𝑥 − 1) + 𝐵(𝑥 + 4)
(𝑥 + 4)(𝑥 − 1)
=
7𝑥 + 3 = 𝐴(𝑥 − 1) + 𝐵(𝑥 + 4)
7𝑥 + 3 = 𝐴𝑥 − 𝐴 + 𝐵𝑥 + 4𝐵
7𝑥 + 3 = 𝐴𝑥 + 𝐵𝑥 + 4𝐵 − 𝐴
7𝑥 + 3 = (𝐴 + 𝐵)𝑥 + (4𝐵 − 𝐴)
Establecemos un sistema de ecuaciones y resolvemos:
{
𝐴 + 𝐵 = 7
−𝐴 + 4𝐵 = 3
5𝐵 = 10
𝐵 = 2
𝐴 + 2 = 7
𝐴 = 5
Ahora sustituimos los valores de A y B en:
7𝑥 + 3
(𝑥 + 4)(𝑥 − 1)
=
5
𝑥 + 4
+
2
𝑥 − 1
∫
5
𝑥 + 4
+
2
𝑥 − 1
𝑑𝑥 = ∫
5
𝑥 + 4
𝑑𝑥 + ∫
2
𝑥 − 1
𝑑𝑥
5 ∫
1
𝑥 + 4
𝑑𝑥 + 2 ∫
1
𝑥 − 1
𝑑𝑥 = 5𝑙𝑛|𝑥 + 4| + 2𝑙𝑛|𝑥 − 1| + 𝐶
∫
7𝑥 + 3
(𝑥 + 4)(𝑥 − 1)
𝑑𝑥 = 5𝑙𝑛|𝑥 + 4| + 2𝑙𝑛|𝑥 − 1| + 𝐶
Ejemplo 2:
∫
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
(𝑥2 − 𝑥)(𝑥2 + 4)
𝑑𝑥 = ∫
2𝑥𝟐 − 4𝑥 − 8
𝑥(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4)
𝑑𝑥
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
𝑥(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4)
=
𝐴
𝑥
+
𝐵
𝑥 − 1
+
𝐶𝑥 + 𝐷
𝑥2 + 4
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
𝑥(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4)
=
𝐴(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4) + 𝐵𝑥(𝑥2 + 4) + 𝑥(𝐶𝑥 + 𝐷)(𝑥 − 1)
𝑥(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4)
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8 = 𝐴(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4) + 𝐵𝑥(𝑥2 + 4) + 𝑥(𝐶𝑥 + 𝐷)(𝑥 − 1)
Reemplazamos con x=1 en toda la expresión para eliminar elementos lineales:
2 − 4 − 8 = 𝐴(1 − 1)(12 + 4) + 1𝐵(12 + 4) + 1(1𝐶 + 𝐷)(1 − 1)
−10 = 𝐴(0)(5) + 𝐵(5) + (𝐶 + 𝐷)(0)
−10 = 5𝐵
−2 = 𝐵
Reemplazamos valor de B y eliminamos segundo elemento lineal con x=0:
0 − 0 − 8 = 𝐴(0 − 1)(02 + 4) + 0 ∗ −2(02 + 4) + 0 ∗ (0 ∗ 𝐶 + 𝐷)(0 − 1)
−8 = 𝐴(−1)(4) + 0 + 0
−8 = −4𝐴
2 = 𝐴
Reemplazamos valores de A y B:
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8 = 2(𝑥 − 1)(𝑥2 + 4) − 2𝑥(𝑥2 + 4) + 𝑥(𝐶𝑥 + 𝐷)(𝑥 − 1)
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8 = 2𝑥3 − 2𝑥2 + 8𝑥 − 8 − 2𝑥3 − 8𝑥 + 𝐶𝑥3 − 𝐶𝑥2 + 𝐷𝑥2 − 𝐷𝑥
Igualamos la parte que multiplica a cada variable:
𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑥𝟑 =
2 = 2 − 2 + 𝐶
2 = 𝐶
𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑥2 =
0 = −2 − 𝐶 + 𝐷
𝐶 + 2 = 𝐷 𝑆𝑖 𝑟𝑒𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶 𝑡𝑒𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 𝐷 = 4
𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑥 =
−4 = 8 − 8 − 𝐷
4 = 𝐷
Por lo tanto:
∫
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
(𝑥2 − 𝑥)(𝑥2 + 4)
𝑑𝑥 =
2
𝑥
+
−2
𝑥 − 1
+
2𝑥 + 4
𝑥2 + 4
∫
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
(𝑥2 − 𝑥)(𝑥2 + 4)𝑑𝑥 = ∫
2
𝑥
+
−2
𝑥 − 1
+
2𝑥 + 4
𝑥2 + 4
𝑑𝑥
∫
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
(𝑥2 − 𝑥)(𝑥2 + 4)
𝑑𝑥 = 2 ∫
𝑑𝑥
𝑥
− 2 ∫
𝑑𝑥
𝑥 − 1
+ 2 ∫
𝑥
𝑥2 + 4
𝑑𝑥 + 4 ∫
𝑑𝑥
𝑥2 + 4
∫
2𝑥𝟑 − 4𝑥 − 8
(𝑥2 − 𝑥)(𝑥2 + 4)
𝑑𝑥 = 2𝐿𝑛(𝑥) − 2𝐿𝑛(𝑥 − 1) + 𝐿𝑛(𝑥2 + 4) + 2𝑡𝑎𝑛−1 (
𝑥
2
) + 𝐶
Conclusión
Finalmente, podemos exponer que los métodos de integración tienen un gran valor para la
aplicación de la Economía, con sus diferencias y características muy propias, es así que es
fundamental conocerlos.
Para los despejes y obtención de resultados se usaron diferentes métodos, como el de
sustitución, integración de trigonometría ya que apoya al desarrollo de las soluciones
matemáticas, también se utilizan entidades trigonométricas y el método de fracciones parciales,
los cuales permiten llegar a los resultados de manera idónea.
En síntesis todos estos ejercicios forman parte importante del conocimiento básico y aplicable
en la carrera de economía, y para la construcción de otros recursos más analíticos.
Bibliografía
EcuRed. (Agosto de 2011). Integrales de funciones trigonométricas. Obtenido de
https://www.ecured.cu/Integrales_de_funciones_trigonom%C3%A9tricas
Escandón, P. C. (2017). Tecnicas de integracion . Obtenido de
https://repositorio.upse.edu.ec/bitstream/46000/4249/1/Tecnicas%20de%20Integracion.p
df
Gómez Lozano, A. (2015). Notas sobre métodos de integración. Universidad Cooperativa de
Colombia. Bogotá: Ediciones Universidad Cooperativa de Colombia.
doi:http://dx.doi.org/10.16925/greylit.1162
Granados, L. H. (2019). Definición de Integral indefinida y constante de integración. Obtenido
de
https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/prepa_ixtlahuaco/2019/5/derivada-
constante-derivacion2.pdf
Morales , C., Muñoz , M., Ramos , L., & Yucra , L. (2018). CÁLCULO INTEGRAL. Obtenido de
Método de Integración por Fracciones Parciales:
https://sites.google.com/site/pesqueria001/modulo-1-limites-y-continuidad/1-1-limites-
de-funciones-reales-de-variable-real