Volver a la portadaMatemáticas · 5° Bachillerato en Ciencias y Letras · Cambiar asignatura
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Integrales semi inmediatas

Ixchel, que crea contenido en Xela, sabe que sus seguidores crecen a un ritmo $f'(x) = (2x + 5)^3$ por mes y quiere saber cuántos tendrá en total. Para eso necesita $\displaystyle\int (2x+5)^3\,dx$. Esa integral no está literalmente en la tabla, pero se le parece mucho: es una potencia, solo que no de $x$ sino de $2x+5$. Estas integrales se llaman semi inmediatas. Con un pequeño ajuste de constantes se resuelven con la misma tabla de siempre.

Argumento lineal: cuando adentro hay $ax+b$

Esquema que compara la derivación y la integración de una potencia lineal, mostrando la necesidad de dividir por la constante a para compensar la regla de la cadena. derivada integral d/dx [(ax+b)ⁿ⁺¹] = (n+1)(ax+b)ⁿ · a ∫(ax+b)ⁿ dx = (ax+b)ⁿ⁺¹ / [a(n+1)] se divide por a para compensar la regla de la cadena
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Calcula la siguiente integral indefinida de una función potencial compuesta, realizando el ajuste de la constante necesaria para que el integrando coincida con la…

Calcula la siguiente integral indefinida de una función potencial compuesta, realizando el ajuste de la constante necesaria para que el integrando coincida con la derivada de la función interna:

$$\int (3x - 4)^5 \, dx$$ 0 x y x=4/3 f(x)=(3x-4)⁵ ∫
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Halla la primitiva de la función exponencial cuya derivada requiere un pequeño ajuste numérico en el coeficiente: $$\int e^{2x + 3} \, dx$$

Halla la primitiva de la función exponencial cuya derivada requiere un pequeño ajuste numérico en el coeficiente:

$$\int e^{2x + 3} \, dx$$
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Calcula la integral de la siguiente función potencial multiplicada por una constante. Asegúrate de identificar correctamente la derivada de la base para ajustar el…

Calcula la integral de la siguiente función potencial multiplicada por una constante. Asegúrate de identificar correctamente la derivada de la base para ajustar el coeficiente:

$$\int 4 \times (2x + 1)^3 \, dx$$
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Un creador de contenido ha analizado que la tasa de crecimiento de sus seguidores en una red social sigue una función marginal dada por $f'(x) = (2x + 5)^3$, donde $x$…

Un creador de contenido ha analizado que la tasa de crecimiento de sus seguidores en una red social sigue una función marginal dada por $f'(x) = (2x + 5)^3$, donde $x$ representa el tiempo en meses. Calcula la familia de funciones primitivas $F(x)$ que describen el número total de seguidores.

0 x₀ x Tiempo (meses) Tasa f'(x) f'(x) = (2x + 5)³ F(x) = ∫ f'(x)dx Total seguidores
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Tipo logarítmico: el numerador es (casi) la derivada del denominador

Con argumento lineal es un caso particular: $\displaystyle\int \frac{1}{ax+b}\,dx = \frac{1}{a}\ln|ax+b|+C$.

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Determina la integral indefinida de la siguiente función racional. Observa que el numerador es casi la derivada del denominador, por lo que se trata de una integral de…

Determina la integral indefinida de la siguiente función racional. Observa que el numerador es casi la derivada del denominador, por lo que se trata de una integral de tipo logarítmico:

$$\int \frac{1}{5x - 2} \, dx$$
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En el estudio de una campaña publicitaria en redes sociales, se ha determinado que el ritmo de crecimiento de los seguidores de una cuenta, $x$ días después de empezar…

En el estudio de una campaña publicitaria en redes sociales, se ha determinado que el ritmo de crecimiento de los seguidores de una cuenta, $x$ días después de empezar la campaña, viene dado por la función $f'(x) = \frac{x}{x^2 + 9}$, con $x \geq 0$.

Calcula la expresión general de la función de seguidores totales $f(x)$, sabiendo que se trata de una integral de tipo logarítmico:

$$\int \frac{x}{x^2 + 9} \, dx$$
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Una empresa de mensajería determina que el costo marginal de enviar un paquete a una distancia $x$ (en cientos de kilómetros) viene dado por la función…

Una empresa de mensajería determina que el costo marginal de enviar un paquete a una distancia $x$ (en cientos de kilómetros) viene dado por la función $C'(x) = \frac{2x + 1}{x^2 + x + 4}$. Determina la función de costo total $C(x)$, sabiendo que existen unos costos fijos de gestión (cuando $x=0$) de $10$ quetzales.

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Tipo potencial y exponencial: $u^n\cdot u'$ y $e^u\cdot u'$

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Una empresa de mensajería ha calculado que su costo marginal (el costo de enviar un paquete adicional) sigue la función $C'(x) = 6 \times e^{3x}$. Halla la expresión de…

Una empresa de mensajería ha calculado que su costo marginal (el costo de enviar un paquete adicional) sigue la función $C'(x) = 6 \times e^{3x}$. Halla la expresión de la función de costo total $C(x)$ mediante el cálculo de su integral indefinida:

$$\int 6 \times e^{3x} \, dx$$
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La velocidad de carga de una batería de grafeno en un laboratorio se comporta según la función $v(t) = t \times e^{t^2}$, donde $t$ es el tiempo en minutos. Calcula la…

La velocidad de carga de una batería de grafeno en un laboratorio se comporta según la función $v(t) = t \times e^{t^2}$, donde $t$ es el tiempo en minutos. Calcula la función que representa la energía total acumulada $E(t)$, teniendo en cuenta que en el instante inicial $t = 0$, la energía acumulada es de $5$ unidades.

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Resuelve la siguiente integral indefinida identificando la estructura de la derivada de una función compuesta (tipo potencia): $$\int (x^2 + 1) \times (x^3 + 3x - 2)^4…

Resuelve la siguiente integral indefinida identificando la estructura de la derivada de una función compuesta (tipo potencia):

$$\int (x^2 + 1) \times (x^3 + 3x - 2)^4 dx$$
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En un laboratorio de biología, se estudia la propagación de una bacteria. La tasa de variación de la población $P(t)$ en función del tiempo $t$ (en horas) sigue la ley:…

En un laboratorio de biología, se estudia la propagación de una bacteria. La tasa de variación de la población $P(t)$ en función del tiempo $t$ (en horas) sigue la ley:

$$P'(t) = \frac{10t^2}{(t^3 + 8)^2}$$

Si inicialmente ($t=0$) hay $1,000$ bacterias, determina la población de bacterias al cabo de $2$ horas.

∫₀² P'(t) dt 0.05 0.10 0.15 0.20 1 2 3 4 t [h] P'(t) t=2
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Funciones trigonométricas compuestas

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Calcula la integral de la siguiente función trigonométrica. Recuerda que al integrar $\cos(f(x))$, debes tener presente la derivada del argumento $f'(x)$: $$\int…

Calcula la integral de la siguiente función trigonométrica. Recuerda que al integrar $\cos(f(x))$, debes tener presente la derivada del argumento $f'(x)$:

$$\int \cos(4x) \, dx$$ A=1/4 x y 0 π/8 π/4 3π/8 π/2 1 −1 y = cos(4x) T = 2π/4 = π/2
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El departamento de mercadeo de una marca de tenis ha detectado que las ventas diarias $V(t)$ varían de forma estacional según la derivada $V'(t) = 100 \times \cos(2t)$,…

El departamento de mercadeo de una marca de tenis ha detectado que las ventas diarias $V(t)$ varían de forma estacional según la derivada $V'(t) = 100 \times \cos(2t)$, donde $t$ es el tiempo en días desde el inicio de la campaña. Encuentra la función de ventas totales $V(t)$ sabiendo que el primer día ($t=0$) se realizaron $500$ ventas.

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Calcula la primitiva $F(x)$ de la función $f(x) = \text{tg } x \times \sec^2 x$ que cumple la condición $F\left(\frac{\pi}{4}\right) = 2$. ¿Qué valor tomaría la función…

Calcula la primitiva $F(x)$ de la función $f(x) = \text{tg } x \times \sec^2 x$ que cumple la condición $F\left(\frac{\pi}{4}\right) = 2$. ¿Qué valor tomaría la función en $x = 0$?

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Raíces y condiciones iniciales

Una raíz se escribe como potencia de exponente fraccionario: $\sqrt{u}=u^{1/2}$ y $\dfrac{1}{\sqrt u}=u^{-1/2}$. Después aplicas el patrón $u^n\cdot u'$.

Cuando te dan la derivada segunda, integras dos veces y en cada paso aparece una constante. Para fijarlas necesitas dos datos, por ejemplo el valor de la función y la pendiente de la recta tangente en un punto.

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Resuelve la integral de la siguiente función raíz. Para facilitar el cálculo, exprésala primero como una potencia de exponente fraccionario: $$\int \sqrt{x + 7} \, dx$$

Resuelve la integral de la siguiente función raíz. Para facilitar el cálculo, exprésala primero como una potencia de exponente fraccionario:

$$\int \sqrt{x + 7} \, dx$$
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Halla la primitiva de la función $f(x) = \frac{x}{\sqrt{x^2 + 9}}$ cuya gráfica pasa por el punto $P(4, 10)$. Pista: Expresa la raíz como una potencia de exponente…

Halla la primitiva de la función $f(x) = \frac{x}{\sqrt{x^2 + 9}}$ cuya gráfica pasa por el punto $P(4, 10)$. Pista: Expresa la raíz como una potencia de exponente negativo para identificar la forma de la función compuesta.

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Halla la función $f(x)$ sabiendo que su derivada segunda es $f''(x) = 12x^2 - 6x$ y que la recta tangente a su gráfica en el punto de abscisa $x = 1$ es la recta…

Halla la función $f(x)$ sabiendo que su derivada segunda es $f''(x) = 12x^2 - 6x$ y que la recta tangente a su gráfica en el punto de abscisa $x = 1$ es la recta $y = 4x - 2$.

Nota: Este ejercicio requiere integrar dos veces de forma consecutiva funciones con estructuras de potencias compuestas.

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Con arcoseno y arcotangente

¿Por qué? Porque $\operatorname{arcsen}'(x)=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ y $\arctan'(x)=\frac{1}{1+x^2}$. Con la regla de la cadena aparece el factor $u'$.

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Calcula la primitiva de la función $f(x) = \frac{x^2}{\sqrt{1 - x^6}}$ que pasa por el origen de coordenadas. En la figura tienes la gráfica de $f$, que está definida en…

Calcula la primitiva de la función $f(x) = \frac{x^2}{\sqrt{1 - x^6}}$ que pasa por el origen de coordenadas. En la figura tienes la gráfica de $f$, que está definida en $(-1,\,1)$ y tiene asíntotas verticales en $x=-1$ y $x=1$. Pista: Intenta relacionar el exponente del numerador con el del denominador para identificar una estructura de tipo arcoseno.

Gráfica de la función f(x) = x² / √(1 − x⁶) en el intervalo (−1, 1), con asíntotas verticales en x = −1 y x = 1 x y 1 x = −1 x = 1 f(x) = x² / √(1 − x⁶)
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Un nuevo videojuego de mundo abierto consume datos móviles según un ritmo de transferencia dado por la función $D'(t) = \frac{e^t}{1 + e^{2t}}$, donde $t$ es el tiempo…

Un nuevo videojuego de mundo abierto consume datos móviles según un ritmo de transferencia dado por la función $D'(t) = \frac{e^t}{1 + e^{2t}}$, donde $t$ es el tiempo en horas y $D'(t)$ se mide en Gigabytes por hora (GB/h). Si al empezar a jugar ($t=0$) el contador de datos estaba en $0.5$ GB, determina la función $D(t)$ que permite calcular el consumo total acumulado en cualquier instante.

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Reconocer el patrón antes de operar

Antes de calcular, mira la función y pregúntate qué parte hace de $u(x)$ (lo que va elevado, en el exponente, bajo la raíz, dentro de un seno o en el denominador) y qué parte hace de $u'(x)$. Si encajan salvo una constante, es semi inmediata.

Esquema de decisión: identificar u(x) y u'(x); si coinciden salvo una constante, la integral es semi inmediata. ¿qué es u(x)? ¿qué es u'(x)? si coinciden (salvo una constante): semi inmediata
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Calcula la integral indefinida de la siguiente función, aplicando la regla de las funciones de tipo logarítmico: $$\int \frac{\cos(x)}{2 + \sin(x)} dx$$ En la figura…

Calcula la integral indefinida de la siguiente función, aplicando la regla de las funciones de tipo logarítmico:

$$\int \frac{\cos(x)}{2 + \sin(x)} dx$$

En la figura tienes la gráfica del integrando $f(x)=\dfrac{\cos(x)}{2+\sin(x)}$.

Gráfica de la función f(x) = cos(x) / (2 + sin(x)) entre -2π y 2π, periódica, con valores entre aproximadamente -0,58 y 0,58 −2π −π π 2π 1 −1 x y f(x) = cos(x) / (2 + sen(x))
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Dada la función $f(x) = \frac{e^x}{1 + e^x}$, se pide: a) Hallar su primitiva general $F(x)$, escrita en la forma $F(x) = \ldots + C$, donde $C$ es la constante de…

Dada la función $f(x) = \frac{e^x}{1 + e^x}$, se pide:

  1. a) Hallar su primitiva general $F(x)$, escrita en la forma $F(x) = \ldots + C$, donde $C$ es la constante de integración.
  1. b) Determinar el valor de la constante $C$ para que la primitiva cumpla que $F(0) = \ln(2) + 3$.
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Determina la integral indefinida de la siguiente función, realizando los ajustes de constantes necesarios para que el numerador sea la derivada exacta de la función…

Determina la integral indefinida de la siguiente función, realizando los ajustes de constantes necesarios para que el numerador sea la derivada exacta de la función interna:

$$\int \frac{\cos x \times \ln(\text{sen } x)}{\text{sen } x} dx$$
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Un influencer* analiza el ritmo de crecimiento de sus seguidores en una red social. La velocidad de crecimiento viene dada por $S'(t) = \frac{300 \times \ln t}{t}$…

Un influencer analiza el ritmo de crecimiento de sus seguidores en una red social. La velocidad de crecimiento viene dada por $S'(t) = \frac{300 \times \ln t}{t}$ seguidores por día, donde $t$ es el tiempo en días transcurridos desde el lanzamiento de una campaña publicitaria ($t \ge 1$). Sabiendo que en el momento inicial ($t=1$) contaba con $5,000$ seguidores, halla la expresión de la función $S(t)$.

t (días) S(t) 5 10 15 5000 5500 6000 S(t) 1 S(1) = 5000 dt dS S'(t) = 300·ln(t)/t Velocidad de crecimiento
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Halla todas las funciones primitivas de la función $f(x) = \frac{x + 2}{x^2 + 4x + 13}$.

Halla todas las funciones primitivas de la función $f(x) = \frac{x + 2}{x^2 + 4x + 13}$.

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Vuelve al principio: la integral del gancho, $\int (2x+5)^3\,dx=\frac{(2x+5)^4}{8}+C$, da la familia de funciones que describen los seguidores totales. La constante $C$ se fija con la cantidad de seguidores en un momento dado.

Resumen

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