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Integrales inmediatas

Una empresa de Quetzaltenango que desarrolla aplicaciones para celulares sabe a qué ritmo crecen sus ingresos cada semana, pero necesita saber cuánto lleva ganado en total. Conocer la derivada y querer recuperar la función es el camino inverso a derivar. Cada regla de derivación, leída de derecha a izquierda, da una integral inmediata: no hace falta ningún truco, solo reconocer la pieza de la tabla. Al final de la página vas a poder armar esa función de ingresos totales.

La tabla de integrales inmediatas

En el gráfico, la curva $4x^3$ es la derivada de $x^4$: donde $x^4$ baja, $4x^3$ es negativa; donde sube, positiva.

Para integrar una raíz o una potencia negativa, primero la escribes como potencia con exponente fraccionario o negativo: $\sqrt{x}=x^{1/2}$, $\dfrac{1}{x^2}=x^{-2}$.

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Calcula la siguiente integral indefinida de una función polinómica básica utilizando las propiedades de linealidad (separación de sumas y extracción de constantes):…

Calcula la siguiente integral indefinida de una función polinómica básica utilizando las propiedades de linealidad (separación de sumas y extracción de constantes):

$$\int (4x^3 - 6x^2 + 2x - 5) \, dx$$
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Halla la familia de funciones primitivas de la siguiente función que contiene una raíz cuadrada. Recuerda expresar la raíz como una potencia de exponente fraccionario…

Halla la familia de funciones primitivas de la siguiente función que contiene una raíz cuadrada. Recuerda expresar la raíz como una potencia de exponente fraccionario antes de integrar:

$$\int (3\sqrt{x} + x^4) \, dx$$ 0.5 1.0 1.5 2.0 x 2 4 6 8 10 y y = 3x¹/² y = x⁴ f(x) = 3x¹/² + x⁴ ∫ f(x) dx
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Calcula la integral indefinida de la siguiente función polinómica que incluye términos con potencias fraccionarias y negativas. Recuerda que debes expresar el resultado…

Calcula la integral indefinida de la siguiente función polinómica que incluye términos con potencias fraccionarias y negativas. Recuerda que debes expresar el resultado de la forma más simplificada posible:

$$\int \left( 4x^3 - \frac{3}{x^2} + \sqrt[3]{x} \right) dx$$ x y F(x)-C F(x) F(x)+C F(x)+2C +C +C -C ∫ f(x) dx = F(x) + C
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Separar fracciones para integrar término a término

Descomposición de la fracción (5x⁴ − 2x² + 3)/x² dividiendo cada término del numerador por x² para obtener tres términos fáciles de integrar 5x⁴ − 2x² + 3 x² = 5x² − 2 + 3x⁻² tres integrales inmediatas
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Para poder integrar la siguiente función racional, primero debes simplificar la expresión dividiendo cada término del numerador por el denominador: $$\int \frac{5x^4 -…

Para poder integrar la siguiente función racional, primero debes simplificar la expresión dividiendo cada término del numerador por el denominador:

$$\int \frac{5x^4 - 2x^2 + 3}{x^2} \, dx$$
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Calcula la integral indefinida de esta función que combina una exponencial de base $e$ y una potencia negativa. Ten cuidado con el signo al aplicar la regla de la…

Calcula la integral indefinida de esta función que combina una exponencial de base $e$ y una potencia negativa. Ten cuidado con el signo al aplicar la regla de la potencia:

$$\int (e^x - \frac{2}{x^3}) \, dx$$
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El logaritmo y el arco tangente

Cuando el numerador tiene más grado que el denominador, a veces conviene dividir los polinomios primero, para que aparezcan sumandos de la tabla.

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Halla la primitiva de la función $f(x) = \frac{1}{x} + \cos(x)$. Recuerda cuál es la función cuya derivada es $\frac{1}{x}$ y presta atención al valor absoluto: $$\int…

Halla la primitiva de la función $f(x) = \frac{1}{x} + \cos(x)$. Recuerda cuál es la función cuya derivada es $\frac{1}{x}$ y presta atención al valor absoluto:

$$\int (\frac{1}{x} + \cos x) \, dx$$
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Calcula la integral indefinida de la siguiente función utilizando las propiedades de las potencias y la linealidad de la integral: $$\int \frac{(2x - 1)^2}{x} dx$$

Calcula la integral indefinida de la siguiente función utilizando las propiedades de las potencias y la linealidad de la integral:

$$\int \frac{(2x - 1)^2}{x} dx$$
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Argumento lineal: $ax+b$

¿Qué pasa con $\int e^{5x}\,dx$? No es $e^x$ puro: el exponente es $5x$. Si derivas $e^{5x}$, la regla de la cadena te da un factor $5$. Para compensarlo, divides entre $5$.

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Determina el valor de las siguientes integrales inmediatas casi directas (tipo logarítmico y tipo exponencial con constante): a) $\int \frac{3}{x+2} \, dx$ b)…

Determina el valor de las siguientes integrales inmediatas casi directas (tipo logarítmico y tipo exponencial con constante):

  1. a) $\int \frac{3}{x+2} \, dx$
  1. b) $\int e^{5x} \, dx$
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Determina la integral indefinida de la función trigonométrica dada a continuación. Ten en cuenta que es necesario realizar un pequeño ajuste numérico para obtener una…

Determina la integral indefinida de la función trigonométrica dada a continuación. Ten en cuenta que es necesario realizar un pequeño ajuste numérico para obtener una integral inmediata:

$$\int \cos(4x - 3) dx$$
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Resuelve la siguiente integral indefinida de una función racional que resulta en una función de tipo arco tangente. Recuerda que debes manipular el denominador para que…

Resuelve la siguiente integral indefinida de una función racional que resulta en una función de tipo arco tangente. Recuerda que debes manipular el denominador para que tenga la forma $1 + [g(x)]^2$:

$$\int \frac{3}{1 + 16x^2} dx$$
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Reconocer la derivada interna

A veces lo de adentro no es lineal, pero su derivada aparece multiplicando afuera. Entonces la integral sigue siendo inmediata si reconoces el patrón.

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Calcula la integral de la siguiente función exponencial ajustando la constante necesaria para que el integrando coincida con la derivada de la función compuesta: $$\int…

Calcula la integral de la siguiente función exponencial ajustando la constante necesaria para que el integrando coincida con la derivada de la función compuesta:

$$\int 5x \times e^{x^2 + 1} dx$$
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Halla la función primitiva $F(x)$ de la función $f(x) = \frac{3x^2 + 2}{x^3 + 2x - 5}$ sabiendo que su gráfica pasa por el punto $P(1, 4)$. Analiza primero si el…

Halla la función primitiva $F(x)$ de la función $f(x) = \frac{3x^2 + 2}{x^3 + 2x - 5}$ sabiendo que su gráfica pasa por el punto $P(1, 4)$. Analiza primero si el numerador es la derivada del denominador.

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Halla la integral indefinida de la función $h(x) = \frac{(e^x + 2)^2}{e^x} + \sin(x) \times \cos^4(x)$. Para resolverla, intenta simplificar el primer término…

Halla la integral indefinida de la función $h(x) = \frac{(e^x + 2)^2}{e^x} + \sin(x) \times \cos^4(x)$. Para resolverla, intenta simplificar el primer término expandiendo el cuadrado y separando la fracción, y observa el patrón de la regla de la cadena en el segundo término.

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Combinando recursos

En los ejercicios más largos vas a necesitar varias herramientas a la vez. Pregúntate en este orden:

Guía de decisión para integrar: separar, dividir polinomios, ajustar argumento lineal o buscar la derivada interna ¿Hay una suma o resta? Separa y usa linealidad ¿Fracción con denominador sumado? Divide ¿Adentro hay ax + b? Divide entre a ¿Aparece la derivada de lo de adentro? Patrón g′·f(g)
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Calcula la primitiva de la función $g(x) = \frac{x^3 - 2x^2 + 5x - 3}{x^2 + 4}$ que cumple la condición de que su gráfica pase por el punto $P(0, 1)$. Pista: Realiza…

Calcula la primitiva de la función $g(x) = \frac{x^3 - 2x^2 + 5x - 3}{x^2 + 4}$ que cumple la condición de que su gráfica pase por el punto $P(0, 1)$. Pista: Realiza primero la división de polinomios para descomponer la fracción.

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Un "influencer" está analizando la velocidad de pérdida de seguidores en una red social tras una polémica. La función que describe esta variación es…

Un "influencer" está analizando la velocidad de pérdida de seguidores en una red social tras una polémica. La función que describe esta variación es $s'(t) = \frac{-6t}{(t^2+3)^2} - \cos(2t)$, donde $t$ es el tiempo en días. Si inicialmente el influencer tenía $100,000$ seguidores, halla la función $s(t)$ que permite calcular el número de seguidores en cualquier instante $t$.

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De la variación al total: aplicaciones

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Un estudio de mercado indica que el ritmo de crecimiento de seguidores de una nueva "influencer" viene dado por la función $f(x) = 6x + 10$ (donde $x$ es el tiempo en…

Un estudio de mercado indica que el ritmo de crecimiento de seguidores de una nueva "influencer" viene dado por la función $f(x) = 6x + 10$ (donde $x$ es el tiempo en días).

Halla la función $F(x)$ que nos da el número total de seguidores, sabiendo que en el momento del lanzamiento (día $x=0$) ya contaba con $500$ seguidores.

Días (x) Seguidores F(x) 2 4 6 8 10 200 400 600 800 1000 500 Ritmo f(x) Pendiente = f(x) F(x) F(0) = 500
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En una empresa de fabricación de fundas para celulares, el costo marginal (el costo de producir una unidad adicional) se estima mediante la función $C'(x) = 4.80x + 32$.…

En una empresa de fabricación de fundas para celulares, el costo marginal (el costo de producir una unidad adicional) se estima mediante la función $C'(x) = 4.80x + 32$.

Obtén la expresión del costo total $C(x)$ si se sabe que los costos fijos de la empresa (alquiler, luz, etc.), que corresponden a producir 0 unidades, ascienden a $9\,600$ quetzales.

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Una empresa de mensajería ha determinado que el ritmo de variación de sus costos de mantenimiento mensuales (en quetzales) viene dado por la función de costo marginal…

Una empresa de mensajería ha determinado que el ritmo de variación de sus costos de mantenimiento mensuales (en quetzales) viene dado por la función de costo marginal $C'(x) = 0.72x^2 - 6.40x + 160$, donde $x$ representa el número de camionetas de la flota. Si los costos fijos (el costo cuando no hay camionetas) ascienden a $12\,000$ quetzales, obtén la función de costo total $C(x)$.

0 5 10 15 20 25 30 4,000 8,000 12,000 16,000 20,000 Camionetas (x) Costo total C(x) [Q] Costos fijos C(x) dx dC C'(x) = 0.72x² - 6.40x + 160 C(0) = 12,000
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El costo marginal de producción de una fábrica de patinetas eléctricas se define por la función $C'(q) = \frac{800}{2q+10} + 120$, donde $q$ es el número de patinetas…

El costo marginal de producción de una fábrica de patinetas eléctricas se define por la función $C'(q) = \frac{800}{2q+10} + 120$, donde $q$ es el número de patinetas fabricadas. Si los costos fijos de la fábrica (el costo cuando $q=0$) ascienden a $20\,000$ quetzales, obtén la función de costo total $C(q)$. ¿A cuánto ascendería el costo total si se fabrican $50$ patinetas?

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Otras condiciones para fijar la constante

El «dato» que fija $C$ puede venir de otras maneras:

  • Un punto de la gráfica: $F(a)=b$.

  • Una recta tangente: si en $x=a$ la tangente es $y=mx+n$, entonces $F'(a)=m$ y $F(a)=ma+n$.

  • Una derivada segunda: integras dos veces y aparecen dos constantes, que necesitan dos datos.

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Halla una función $f(x)$ cuya derivada sea $f'(x) = \frac{1}{\sqrt{3x + 1}}$ y que cumpla la condición de que $f(1) = 0$.

Halla una función $f(x)$ cuya derivada sea $f'(x) = \frac{1}{\sqrt{3x + 1}}$ y que cumpla la condición de que $f(1) = 0$.

x y 0 2 1 m = f'(1) = 1/2 (1,0) f(x)
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Determina la familia de funciones $F(x)$ cuya derivada es $f(x) = \frac{5}{1+9x^2} + \sqrt[3]{x^2}$. De todas ellas, identifica aquella cuya recta tangente en el punto…

Determina la familia de funciones $F(x)$ cuya derivada es $f(x) = \frac{5}{1+9x^2} + \sqrt[3]{x^2}$. De todas ellas, identifica aquella cuya recta tangente en el punto de abscisa $x=0$ tiene como ecuación $y = 5x - 2$.

x y 1 −1 1 2 −1 −2 F(x) + C y = 5x - 2 F(x) = ? (0, −2) f(x) = 5/(1+9x²) + ∛(x²) F(x) = ∫ f(x) dx
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Calcula la función $f(x)$ sabiendo que su derivada segunda es $f''(x) = 12x^2 - 6x + 2$ y que su gráfica pasa por el punto $A(1, 10)$, en el que la pendiente de la recta…

Calcula la función $f(x)$ sabiendo que su derivada segunda es $f''(x) = 12x^2 - 6x + 2$ y que su gráfica pasa por el punto $A(1, 10)$, en el que la pendiente de la recta tangente vale $5$.

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Calcula la siguiente integral indefinida utilizando las propiedades de las potencias y las reglas de integración inmediata: $$\int \frac{3x - \sqrt{x^3} + 2}{x^2} \,…

Calcula la siguiente integral indefinida utilizando las propiedades de las potencias y las reglas de integración inmediata:

$$\int \frac{3x - \sqrt{x^3} + 2}{x^2} \, dx$$

A continuación, halla la primitiva que toma el valor $4$ cuando $x=1$.

X 1 2 5 10 Y 2 4 6 8 10 C = 10 C = 8 C = 6 P(1, 4)
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Volvemos al principio

Así se recupera el total a partir del ritmo: reconociendo la pieza de la tabla y fijando la constante con el dato inicial.

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Una conocida empresa de desarrollo de aplicaciones para celular ha determinado que el ritmo de crecimiento de sus ingresos diarios (en cientos de quetzales) viene dado…

Una conocida empresa de desarrollo de aplicaciones para celular ha determinado que el ritmo de crecimiento de sus ingresos diarios (en cientos de quetzales) viene dado por la función de ingreso marginal $f'(x) = 3x^2 \times e^{x^3} + \frac{2x}{x^2+1}$, donde $x$ representa el tiempo en semanas desde el lanzamiento de su última actualización. Sabiendo que en el momento del lanzamiento ($x=0$) los ingresos acumulados eran de 500 quetzales ($5$ unidades en la función), determina la expresión de la función de ingresos totales $f(x)$.

0.5 1.0 1.5 2.0 5 10 15 20 Tiempo (semanas) [x] Ingresos (cientos Q) dx dy f(0) = 5 f(x) f'(1)
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Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado