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Nº1: Hallar el área de la Región encerrada por los gráficos: a). 푭(풙) = 풙ퟐ- 4, g(x)= X- 4 Puntos de intersección de las graficas y=푥2 – 4 y=x – 4 Igualamos x- 4 = 푥2 – 4 A= ∫ [(푥 − 4) − (푋2 − 4)] 1 0 푑푥 = ∫ (푥 − 4 − 푋2 + 4)푑푥 = ∫ (푥 − 푥2)푑푥 1 0 1 0 A= 푥2 2 − 푥3 3 = (1)2 2 − 13 3 − [ 02 2 − 03 3 ] = 퐴 = 1 6 b). 풚= 풙ퟑ , 풚 = ퟒ풙 Puntos de intersección de las gráficas: 푦= 푥3 푦 = 4푥 Igualamos 푥3 = 4 푥 → 푥3 − 4푥 = 0 → 푋(푥2 − 4) = 0 X=0 X=2 x= - 2 Si x=0 en y=x - 4 Y= - 4 푃1(0, - 4) Si x= 1 en y=x - 4 Y= - 3 푃2 (1, - 3) Si x=0 en y = 푋2 - 4 Y= - 4 푃3(0, - 4) Si x= 1 en y=푋2 - 4 Y= - 3 푃4 (1, - 3) Si x=0 en y = 푋3 Y= 0 푃1(0, 0) Si x= 2 en y=푋3 Y= 8 푃2 (2, 8) Si x= - 2 en y = 푋3 Y= - 8 푃3(- 2, - 8)
3.
0 -2 2
0 0 -2 2 0 푒2 1 Tenemos dos áreas por los tanto 퐴푡= 퐴1+ 퐴2 퐴푡 = ∫(푥3−4푥)푑푥+ ∫( 4푥− 푥3)푑푥 = 푥44− 4푥22200−2 + 4푥22− 푥44 퐴푡= 푥44−2푥2 + 2푥2− 푥44 = 0 -((−2)44−2(−2)2)+2(2)2− (2)44−0 퐴푡=− [164−8]+8− 164= 퐴푡=4+4→ 퐴푡=8 c). 풙= ퟏퟐ 풚 ,풙=풐, 풚=ퟏ, 풚=풆ퟐ Hallamos los puntos de intersección. 퐴푡=∫(12 푦 −0)푑푦=12 ∫ 1 푦 푒21 푑푦= 12 푙푛푦 푒21 =12 [푙푛푒2−푙푛1] 퐴=2−푙푛1= 퐴=2 Para 푦=1 푒푛 푥= 12 푦 →푥=12 푃1 (12,0) Para 푦=푒2 푒푛 푥= 12 푦 푥=1,624 푃2 (1,624,푒2)
4.
휋 2 0
d). 풇(풙) = 풕풂풏 풙 ퟐ 풆풍 풆풋풆 풙, 풙 = ퟎ, 풙 = ퟏ ퟐ 흅 Puntos de intersección de las gráficas. 퐴 = ∫ tan ( 푥 2 휋 2 0 ) 푑푥 Realizamos cambio de variable 푢 = 푥 2 , 푑푢 = 1 2 푑푥 = 2푑푢 = 푑푥 Primero realizamos la integrar indefinida. ∫ tan (푥 2 ) 푑푥 = ∫ tan(푢) 2 푑푢 = 2 ∫ tan (푢) 푑푢; 푎푝푎푟푡푒 (푖푑푒푛푡푖푑푎푑 푡푟푖푔표푛표푚푒푡푟푖푐푎) tan (푢) = 푠푒푛(푢) cos (푢) = 2 ∫ 푠푒푛(푢) cos (푢) 푑푢 ; 푅푒푎푙푖푧푎푚표푠 푐푎푚푏푖표 푑푒 푣푎푟푖푎푏푙푒: Ahora 2 ∫ 푠푒푛(푢) cos(푢) 푑푢 = −2 ∫ 푑푧 푧 = −2 ln(푧) + 푐 = −2 ln(푐표푠푢) + 푐 = −2 ln (cos (푥 2 )) + 푐 Ahora el área nos queda: ∫ tan (푥 2 ) 푑푥 = −2 ln (cos (푥 2 ) 휋 2 0 = −2 ln (푐표푠 (휋 2 )) + 2 ln(cos(0)) 퐴 = 0,69 Para 푥 = 0 푒푛 퐹(푥) = tan (푥 2 ) 푦 = 0 푃1 (0,0) Para 푥 = 휋 2 푒푛 퐹(푥) = tan (푥 2 ) 푦 = 1 푃2 (휋 2 , 1) 푧 = cos(푢) 푑푧 = −푠푒푛(푢)푑푢 −푑푧 = 푠푒푛(푢)푑푢
5.
1 -1 Parte
Nº2: volúmenes de solido a). 풚 = 풄풐풔 ퟐ풙 푣 = ∫ 푐표푠2 2푥 1 −1 푑푥 Realizamos cambio de variable. Realizamos la integral indefinida ∫ 푐표푠2 2푥 푑푥 = ∫ 푐표푠2 푢 푑푢 2 = 1 2 ∫ 푐표푠2 푢푑푢; 푐표푠2푥 = 1+푐표푠2푥 2 = 1 2 ∫( 1+푐표푠2푢 2 ) 푑푢 = 1 4 ∫(1 + 푐표푠2푢)푑푢 = 1 4 푢 + 푐 + 1 4 ∫ 푐표푠2푢푑푢 → 푐푎푚푏푖표 푑푒 푣푎푟푖푎푏푙푒. = 1 4 푢 + 푐 1 4 ∫ cos 푦 푑푦 2 = 1 4 푢 + 푐 + 1 8 ∫ 푐표푠푦 푑푦 = 1 4 푢 + 1 8 푠푒푛푦 + 푐 = 1 4 2푥 + 1 8 푠푒푛2푢+= 2 4 푥 + 1 8 푠푒푛 (2(2푥)) + 푐 = 1 2 푥 + 1 8 푠푒푛4푥 + 푐 Ahora el volumen es: 푉 = ∫ 푐표푠2 2푥 푑푥 = 1 −1 1 2 푥 + 1 8 푠푒푛4푥 =[1 2 (1) + 1 8 푠푒푛(4(1))] − [1 2 (−1) + 1 8 푠푒푛(4(−1))] 푉 = 0,810 푢 = 2푥 푑푢 = 2푑푥 푑푢 2 = 푑푥 푦 = 2푢 푑푦 = 2푑푢 푑푦 2 = 푑푢
6.
0,4 0 0,4
0 b). 풙 = ퟒ풚, 풙 = √풚 ퟑ 풂풍 풓풆풅풆풅풐풓 풅풆 풍풂 풓풆풄풕풂 풙 = ퟖ Puntos de intercesión 푥 = 4푦, 푥 = √푦 3 Igualamos 푥 = 4푦, 푥 = √푦 3 4푦 − 푦 1 ⁄3 = 0 풚 ퟏ ⁄ퟑ(4 푦 2 ⁄3 − 1) = 0 푦 1 ⁄3 = 0 4 푦 2 ⁄3 − 1 푦 = 0 푦 = 1 ⁄4 푦 = √(1 ⁄4)2 3 = 푦 = 0,4 Método de la Arandela 푉 = 휋 ∫ [(8 − 4푦)2 − (8 − √푦 3 )2] 푑푥 퐴푝푙푖푐푎푚표푠 푝푟표푑푢푐푡표 푛표푡푎푏푙푒. 0,4 0 푉 = 휋 ∫ [64 − 64푦 + 16푦2 − 64 + 16 √푦 2 − ( √푦 3 )2] 0,4 0 푑푦 = 휋 ∫ ( −64푦 + 16푦2 + 16푦 1 ⁄2 − 푦 2 ⁄3) 푑푦 푠푖푚푝푙푖푓푖푐푎푚표푠 푒 푖푛푡푒푔푟푎푚표푠. 0,4 0 = 휋 [− 64 푦2 2 + 16 푦3 3 + 16 푦 3 ⁄2 3 ⁄2 − 푦 5 ⁄3 5 ⁄3 ] = 휋 [−32푦2 + 16 3 푦3 + 32 3 푦 3 ⁄2 − 3 5 푦 5 ⁄3] Evaluamos= −4,31 → 푉 = −4,31 Si y =0 en x = 4y x= 0 푃1(0, 0) Si y= 0,4 en x= 4y X=4 0,4= x= 8 5 푃2 (1,6 ; 0,4) Si y= 0,4 en x = √푦 3 x= 0,7 푃3(0,7 ; 0,4)
7.
a 0 c).
Elipse 풙ퟐ 풂ퟐ + 풚ퟐ 풃ퟐ = ퟏ 풂풍 풓풆풅풆풅풐풓 풅풆풍 풆풋풆 풙 Tenemos la gráfica de la Elipse. La mitad de la elipse nos daría la siguiente función 푥2 푎2 + 푦2 푏2 = 1 → 푦2 = (1 − 푥2 푎2) 푏2 = 푦 = √(1 − 푥2 푎2) 푏2 푠표푙표 푙푎푠 푝표푠푖푡푖푣푎푠 푦푎 푞푢푒 푡푟푎푏푎푗푎푚표푠 푒푛 푒푙 푒푗푒 푥 → 푦 = √(푏2 − 푥2푏푒 푎2 ) = √푎2푏2−푥2푏2 푎2 = √푏2 푎2 (푎2 − 푥2 ) = 푏 푎 √푎2 − 푥2 Entonces el volumen nos queda Aplicando el método del disco. 푉 = 2휋 ∫ ( 푏 푎 √푎2 − 푥2 )2 푑푥 = 2 휋 ∫ 푏2 푎2 (√푎2 − 푥2 )2푑푥 = 2 휋 ∫ 푏2 푎2 푎 0 푎 0 푎 0 (푎2 − 푥2 ) 푑푥 푉 = 2 휋푏2 푎2 ∫ (푎2 − 푥2 )푑푥 = 2 휋푏2 푎2 [푎2푥 − 푥3 3 ] 푎 0 = 2 휋푏2 푎2 [푎2푎 − 푎3 3 − (푎2(0) − (0)3 3 ) ] 푉 = 2 휋푏2 푎2 [푎3 − 푎3 3 ] = 푉 = 2휋푏2푎 − 2 휋푏2푎 3 = 푉 = 4 3 휋푏2푎 d). 풚 = ퟒ − 풙ퟐ, 풆풋풆 풙, 풂풍 풓풆ퟒ풅풆풅풐풓 풅풆 풙 = ퟑ Graficamos: 푥 = √4 − 푦; 푥 = −√4 − 푦
8.
a 0 휋
3⁄ 0 Método de la arandela 푉=휋∫[(3−(−√4−푦))2−(3−√4−푦)2] 푑푦 40 푉= 휋∫[(3+√4−푦)2−(3−√4−푦)2] 푑푦 40 = 휋 ∫[9+6√4−푦+(√4−푦)2−(9−6 √4−푦+(√4−푦)2)] 40푑푦 = 휋 ∫[9+6√4−푦+4−푦−(9−6 √4−푦+4−푦)] 40푑푦 = 휋 ∫[9+6√4−푦+4−푦−9+6 √4−푦−4+푦] 40푑푦 = 휋∫12 √4−푦 푑푦=12 휋∫√4−푦 40 푑푦 40 Resolvemos la integral indefinida. →12 휋∫√4−푦 푑푦=12 휋√푢 (−푑푢)= −12 휋∫푢 12⁄푑푢= −12 휋 푢 32⁄ 32⁄ +푐 = −8 휋푢 32⁄+푐= −8 휋 (4−푦) 32⁄+푐 Luego 푉= ∫√4−푦 푑푦= −8 휋√(4−푦)340 = −8 휋√4−4+8 휋 √(4−0)3= 8 휋√43 → 푉= 64휋 Parte Nº3 longitud de una curva b). 풚=퐥퐧(풔풆풄풙) 풅풆풔풅풆 풙=ퟎ 풉풂풔풕풂 풙 흅 ퟑ⁄ Derivamos 푦`= 1 푠푒푐푥 .푠푒푐푥푡푎푛푥=푦`=푡푎푛푥 Luego 퐿= ∫√1+푡푎푛2푥 푑푥 ; 퐼푑푒푛푡푖푑푎푑 ( 1+푡푎푛2푥= 푠푒푐2푥 휋 3⁄ 0 퐿= ∫√푠푒푐2푥 휋 3⁄ 0푑푥=퐿=∫푠푒푐푥 푑푥 휋 3⁄ 0 퐿=∫푠푒푐푥 . ( 푠푒푐푥+푡푎푛푥 푠푒푐푥+푡푎푛푥 휋 3⁄ 0) 푑푥 = 퐿= 퐿=∫( 푠푒푐2푥+푠푒푐푥푡푎푛푥 푠푒푐+푡푎푛푥 휋 3⁄ 0) 푑푥 Realizamos la integral indefinida. ∫ 푠푒푐2푥+푠푒푐푥 푡푎푛푥 푠푒푐푥+푡푎푛푥 푑푥 퐶푎푚푏푖표 푑푒 푣푎푟푖푎푏푙푒. → ∫ 푠푒푐2푥+푠푒푐푥 푡푎푛푥 푠푒푐푥+푡푎푛푥 푑푥= ∫ 푑푢 푢 =ln푢+푐=ln( 푠푒푐푥+푡푎푛푥)+푐 Ahora 퐿=∫푠푒푐푥 푑푥=ln(푠푒푐푥 +푡푎푛푥) =ln(푠푒푐휋 3⁄+푡푎푛휋 3⁄) −ln (sec(0)+tan(0) 퐿=1,31 Cambio de variable. 푢=4−푦 푑푢=−푑푦 −푑푢=푑푦 푢=푠푒푐푥+푡푎푛푥 푑푢=(푠푒푐푥 푡푎푛푥+ 푠푒푐2푥)푑푥
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