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Matemática 51

2024 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:
d) $\int_{0}^{1}\left(e^{2 x}-e^{-2 x}\right) dx$

Respuesta

Primero integramos la función \(e^{2x} - e^{-2x}\).
Para integrar \(e^{2x} - e^{-2x}\), integramos cada término por separado.
$\cdot$ Para la integral de \(e^{2x}\):
Usamos el método de sustitución. Sea \(u = 2x\), entonces \(du = 2dx\) o \(dx = \frac{du}{2}\).
La integral se transforma en:
$ \int e^{2x} \, dx = \int e^{u} \cdot \frac{du}{2} = \frac{1}{2} \int e^{u} \, du = \frac{1}{2} e^{u} $
Reemplazamos \(u\) por \(2x\):
$ \int e^{2x} \, dx = \frac{1}{2} e^{2x} $
$\cdot$ Para la integral de \(e^{-2x}\):
Usamos el método de sustitución. Sea \(v = -2x\), entonces \(dv = -2dx\) o \(dx = \frac{dv}{-2}\).
La integral se transforma en:
$ \int e^{-2x} \, dx = \int e^{v} \cdot \frac{dv}{-2} = -\frac{1}{2} \int e^{v} \, dv = -\frac{1}{2} e^{v} $
Reemplazamos \(v\) por \(-2x\):
$ \int e^{-2x} \, dx = -\frac{1}{2} e^{-2x} $
Ahora, juntamos ambas integrales:
$ \int (e^{2x} - e^{-2x}) \, dx = \frac{1}{2} e^{2x} - \left(-\frac{1}{2} e^{-2x}\right) + C = \frac{1}{2} e^{2x} + \frac{1}{2} e^{-2x} + C $
Ahora aplicamos Barrow:
$ \int_{0}^{1} (e^{2x} - e^{-2x}) \, dx = \left[ \frac{1}{2} e^{2x} + \frac{1}{2} e^{-2x} \right]_{0}^{1} $
Evaluamos en los límites:
$ \left[ \frac{1}{2} e^{2x} + \frac{1}{2} e^{-2x} \right]_{0}^{1} = \left( \frac{1}{2} e^{2(1)} + \frac{1}{2} e^{-2(1)} \right) - \left( \frac{1}{2} e^{2(0)} + \frac{1}{2} e^{-2(0)} \right) $
$ = \left( \frac{1}{2} e^{2} + \frac{1}{2} e^{-2} \right) - \left( \frac{1}{2} e^{0} + \frac{1}{2} e^{0} \right) $
$ = \left( \frac{1}{2} e^{2} + \frac{1}{2} e^{-2} \right) - \left( \frac{1}{2} (1) + \frac{1}{2} (1) \right) $
$ = \left( \frac{1}{2} e^{2} + \frac{1}{2} e^{-2} \right) - \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{2} \right) $
$ = \frac{1}{2} e^{2} + \frac{1}{2} e^{-2} - 1 $ 
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