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Matemática 51

2025 GUTIERREZ (ÚNICA)

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MATEMÁTICA 51 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)

Práctica 6 - Integrales

8. Usando la regla de Barrow, calcular las siguientes integrales definidas:
b) 03(x+2)x+1dx\int_{0}^{3}(x+2) \sqrt{x+1} dx

Respuesta

Este ejercicio es horrible. No es algo que suelan tomar mucho pero si el que arma el parcial ese día no durmió bien y está enojado con la vida, puede que te lo tomen, así que vamos a verlo igual. Preparate algo rico para afrontar este mal trago juntos, ah (?



Primero integramos la función (x+2)x+1(x+2) \sqrt{x+1}.
 
Para integrar (x+2)x+1(x+2) \sqrt{x+1}, usamos el método de sustitución. Sea u=x+1u = x+1, entonces du=dxdu = dx. La integral se transforma en:

(x+2)x+1dx=(x+2)udu\int (x+2) \sqrt{x+1} \, dx = \int (x+2) \sqrt{u} \, du 


Hasta ahí todo bien, nadie llora. Peeeeero, ahora tenés xx y tenés uu, y no tenés nada que cancele a esa xx. No sabés qué caraj@ hacer con esa xx, no? jajaja pero si la mirás bien, podrías notar que podés reescribir el paréntesis (x+2)(x+2) como (x+1+1)(x+1+1) y adiviná qué.. Sí, u=x+1u = x+1.  Entonces te queda (x+2)(x+2) como (x+1+1)(x+1+1), y así podés escribirlo como (u+1)(u+1)


Por lo tanto, te queda:


(x+2)x+1dx=(u+1)udu\int (x+2) \sqrt{x+1} \, dx = \int (u+1) \sqrt{u} \, du


Y sí, hay que afinar mucho el ojo y buscar a uu con todas tus fuerzas. Pero tranqui, éste tipo de cosas maquiavélicas suelen pasar cuando tenés 2 funciones algebraicas con xx del mismo grado. Entonces vos sustituís una pero la otra xx te sobrevive. Y generalmente hay alguna vueltita de tuerca, como en este ejercicio para que puedas encontrar la expresión por la que reemplazaste uu en esa otra función de xx. Bueno, mucha cháchara Julieta.. sigamos..
Distribuimos u\sqrt{u} dentro de los paréntesis: (u+1)udu=(uu+u)du\int (u+1) \sqrt{u} \, du = \int (u \sqrt{u} + \sqrt{u}) \, du
Simplificamos las expresiones: =(u3/2+u1/2)du= \int (u^{3/2} + u^{1/2}) \, du
Integramos: =u3/2du+u1/2du= \int u^{3/2} \, du + \int u^{1/2} \, du =25u5/2+23u3/2+C= \frac{2}{5} u^{5/2} + \frac{2}{3} u^{3/2} + C
Reemplazamos uu por x+1x+1: (x+2)x+1dx=25(x+1)5/2+23(x+1)3/2+C\int (x+2) \sqrt{x+1} \, dx = \frac{2}{5} (x+1)^{5/2} + \frac{2}{3} (x+1)^{3/2} + C
Ahora aplicamos Barrow, y armate de paciencia otra vez, inhalo, exhalo y va: 03(x+2)x+1dx=[25(x+1)5/2+23(x+1)3/2]03 \int_{0}^{3} (x+2) \sqrt{x+1} \, dx = \left[ \frac{2}{5} (x+1)^{5/2} + \frac{2}{3} (x+1)^{3/2} \right]_{0}^{3} [25(x+1)5/2+23(x+1)3/2]03=(25(3+1)5/2+23(3+1)3/2)(25(0+1)5/2+23(0+1)3/2) \left[ \frac{2}{5} (x+1)^{5/2} + \frac{2}{3} (x+1)^{3/2} \right]_{0}^{3} = \left( \frac{2}{5} (3+1)^{5/2} + \frac{2}{3} (3+1)^{3/2} \right) - \left( \frac{2}{5} (0+1)^{5/2} + \frac{2}{3} (0+1)^{3/2} \right) =(25(4)5/2+23(4)3/2)(25(1)5/2+23(1)3/2) = \left( \frac{2}{5} (4)^{5/2} + \frac{2}{3} (4)^{3/2} \right) - \left( \frac{2}{5} (1)^{5/2} + \frac{2}{3} (1)^{3/2} \right) =(25(32)+23(8))(25(1)+23(1)) = \left( \frac{2}{5} (32) + \frac{2}{3} (8) \right) - \left( \frac{2}{5} (1) + \frac{2}{3} (1) \right) =(645+163)(25+23) = \left( \frac{64}{5} + \frac{16}{3} \right) - \left( \frac{2}{5} + \frac{2}{3} \right) =(645+163)(615+1015) = \left( \frac{64}{5} + \frac{16}{3} \right) - \left( \frac{6}{15} + \frac{10}{15} \right) =(645+163)(1615) = \left( \frac{64}{5} + \frac{16}{3} \right) - \left( \frac{16}{15} \right) =(19215+8015)(1615) = \left( \frac{192}{15} + \frac{80}{15} \right) - \left( \frac{16}{15} \right) =272151615 = \frac{272}{15} - \frac{16}{15} =25615 = \frac{256}{15} =25615 = \frac{256}{15}



Un ejercicio del mal, pero bueno, es lo que hay amores. Yo no se los tomaría.
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Milena
24 de junio 19:33
Hola profe , no entiendo por qué la u se coloca también en el x + 2 
Julieta
PROFE
25 de junio 15:54
@Milena ¡Hola Mile! Ahí lo desarrollé más porque no quedaba claro
0 Responder
Alicia
21 de junio 18:32
No entiendo la sustitución de ambas operaciones cuando u solo es x + 1.

2024-06-21%2018:32:08_8717071.png
Julieta
PROFE
25 de junio 15:54
@Alicia ¡Hola Ali! Ahí lo desarrollé más porque no quedaba claro
0 Responder
Abel
27 de junio 16:55
@Alicia profe este me salio por partes, es lo mismo que no?

0 Responder