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jueves, 31 de marzo de 2016

Ejercicio de integración

ENUNCIADO. Sea la función f(x)=(x-1)^3. Se pide:
a) Calcular la integral indefinida \displaystyle \int\,f(x)\,dx
b) Calcular la integral definida \displaystyle \int_{0}^{2}\,f(x)\,dx
c) Calcular el área delimitada por los siguientes elementos: la gráfica de la función, el eje de abscisas, y las rectas paralelas al eje de ordenadas que pasan por los puntos A(0\,,\,-1) y B(2\,,\,1)

SOLUCIÓN.
a) \displaystyle \int\,f(x)\,dx=\int\,(x-1)^3\,d(x-1)=\dfrac{1}{4}\,(x-1)^4+C

b) Una primitiva de f(x) es F(x)=\dfrac{1}{4}\,(x-1)^4, con lo cual, por el 2.º teorema fundamental del cálculo ( regla de Barrow ) podemos escribir
\displaystyle \int_{0}^{2}\,f(x)\,dx = F(2)-F(0)=\dfrac{1}{4}\,\left((2-1)^4\right)-\dfrac{1}{4}\,\left((0-1)^4\right)=\dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{4}=0


c) La función f(x) corta al eje de abscisas en x=1, luego el área pedida es igual a \displaystyle \left|\int_{0}^{1}\,f(x)\,dx\right|+\left|\int_{1}^{2}\,f(x)\,dx\right|

Y, como el dominio de integración es simétrico con respecto de la recta paralela al eje de ordenadas x=1, lo anterior es lo mismo que
\displaystyle 2 \cdot \left|\int_{0}^{1}\,f(x)\,dx\right|=2\cdot \left| F(1)-F(0)\right|=\dfrac{1}{2}

\square

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