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Integrales · Primitivas

Antiderivada e integral indefinida

Te conviene dominar: Derivadas de funciones usuales (2° año de preparatoria (semestres 3 y 4))
Te conviene dominar: Reglas de derivación (2° año de preparatoria (semestres 3 y 4))

Un dron de vigilancia sobrevuela la Alameda de Querétaro y su celular registra la velocidad en cada instante. ¿Cómo recuperas dónde está el dron a partir de esa velocidad? Hasta ahora ibas de $f$ a $f'$. Ahora el problema se invierte: te dan $f'$ y tienes que recuperar $f$. Es la misma tabla de derivadas, leída al revés.

Derivar al revés: qué es una antiderivada

Si $s(t)$ es la posición y $v(t)=s'(t)$ la velocidad, conocer $v(t)$ y querer recuperar $s(t)$ es justo este problema. En el apartado del Teorema Fundamental verás por qué integrar y derivar son operaciones inversas.

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Determina si la función $F(x) = x \times e^x$ es una primitiva de la función $f(x) = (x+1)e^x$. Para justificar tu respuesta, recuerda utilizar la relación fundamental…

Determina si la función $F(x) = x \times e^x$ es una primitiva de la función $f(x) = (x+1)e^x$. Para justificar tu respuesta, recuerda utilizar la relación fundamental entre una función y su primitiva mediante la derivación.

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Infinitas antiderivadas: la constante $C$

Familia de antiderivadas: curvas paralelas desplazadas verticalmente por la constante C F(x) F(x)+C₁ F(x)+C₂

Para elegir una antiderivada basta un dato extra: el valor de $F$ en un punto (una condición inicial).

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Halla la primitiva de la función $f(x) = 2x - 6$ cuya gráfica pasa por el punto $P(3, 4)$. Nota: Primero calcula la integral indefinida para obtener la familia de…

Halla la primitiva de la función $f(x) = 2x - 6$ cuya gráfica pasa por el punto $P(3, 4)$.

Nota: Primero calcula la integral indefinida para obtener la familia de funciones con la constante $C$, y luego utiliza el punto $P$ para hallar el valor específico de dicha constante.

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Un dron de vigilancia se desplaza de forma que su velocidad en el eje horizontal (en m/s) viene dada por la función $v(t) = 4e^{2t-1} + \sin(3t)$. Sabiendo que en el…

Un dron de vigilancia se desplaza de forma que su velocidad en el eje horizontal (en m/s) viene dada por la función $v(t) = 4e^{2t-1} + \sin(3t)$. Sabiendo que en el instante inicial $t=0$ el dron se encuentra en la posición $s=0$, determina la expresión de la función de posición $s(t)$.

s (m) s₀ = 0 t = 0 s(t) = ? t > 0 v(t) s(t) = ∫ v(t) dt v(t) = 4e²ᵗ⁻¹ + sin(3t)
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La tabla de derivadas, leída al revés

Cada regla de derivación, leída de derecha a izquierda, da una integral inmediata. No hay nada nuevo que memorizar.

Esquema que muestra que la tabla de integrales es la tabla de derivadas leída en sentido inverso: derivar baja, integrar sube ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n+1)+C derivar (↓) integrar (↑): se lee al revés (xⁿ⁺¹/(n+1))' = xⁿ
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En el estudio de la propagación de una noticia en una red social, se ha determinado que el ritmo de crecimiento de los "compartidos" sigue una ley potencial. Para…

En el estudio de la propagación de una noticia en una red social, se ha determinado que el ritmo de crecimiento de los "compartidos" sigue una ley potencial. Para encontrar el total acumulado, un programador debe resolver la siguiente integral de una función irracional. Calcúlala pasando primero la raíz a exponente fraccionario:

$$\int \left( \sqrt[3]{x^2} + \frac{1}{\sqrt{x}} \right) \, dx$$
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Halla todas las primitivas de la función $f(x) = \frac{x^4 - 2x^2 + 5}{x^2}$.

Halla todas las primitivas de la función $f(x) = \frac{x^4 - 2x^2 + 5}{x^2}$.

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Calcula la familia de funciones primitivas de la siguiente función, simplificando el resultado eliminando los exponentes negativos y utilizando radicales:…

Calcula la familia de funciones primitivas de la siguiente función, simplificando el resultado eliminando los exponentes negativos y utilizando radicales:

$f(x) = \dfrac{3}{x^4} - \dfrac{2}{\sqrt[3]{x^2}} + \dfrac{1}{5x}$

x y + C - C F(x) + C₁ F(x) + C₂ F(x) + C₃ ∫ f(x)dx = F(x) + C
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Linealidad: sumas, restas y constantes

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Calcula la integral indefinida de la siguiente combinación de funciones trigonométricas y constantes, aplicando las propiedades de linealidad (sacar constantes y separar…

Calcula la integral indefinida de la siguiente combinación de funciones trigonométricas y constantes, aplicando las propiedades de linealidad (sacar constantes y separar sumas):

$$\int (4 \sin x - 5 \cos x + 3) \, dx$$ 0 x y f(x) = 4sin(x) - 5cos(x) + 3 ∫ f(x) dx
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Un estudio de audición para adolescentes analiza la intensidad de una señal sonora. La función que describe la presión acústica instantánea es…

Un estudio de audición para adolescentes analiza la intensidad de una señal sonora. La función que describe la presión acústica instantánea es $p(x) = \frac{3}{x} + e^{2x}$. Halla la primitiva general de dicha función realizando la integración:

$$\int \left( \frac{3}{x} + e^{2x} \right) \, dx$$
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En el diseño de una lente para una cámara de smartphone, se requiere conocer la función de curvatura. La derivada de dicha función es $g'(x) = \frac{7}{1 + x^2} - 2^x$.…

En el diseño de una lente para una cámara de smartphone, se requiere conocer la función de curvatura. La derivada de dicha función es $g'(x) = \frac{7}{1 + x^2} - 2^x$. Obtén la expresión de la función $g(x)$ calculando su integral indefinida:

$$\int \left( \frac{7}{1+x^2} - 2^x \right) \, dx$$
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Ajustar la derivada interna y dividir primero

Muchas integrales parecen no inmediatas, pero lo son tras un ajuste.

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Halla la integral indefinida de la función $g(x)$, realizando los ajustes de constantes necesarios para obtener una estructura de tipo logarítmico:…

Halla la integral indefinida de la función $g(x)$, realizando los ajustes de constantes necesarios para obtener una estructura de tipo logarítmico:

$I = \displaystyle\int \dfrac{3x - 1}{x^2 - \frac{2}{3}x + 5} \, dx$

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Calcula la primitiva de la función $f(x) = \dfrac{x^2 - 4x + 1}{x-2}$ cuya gráfica pasa por el punto $P(3, 5)$. Nota: Realiza primero la división de los polinomios.

Calcula la primitiva de la función $f(x) = \dfrac{x^2 - 4x + 1}{x-2}$ cuya gráfica pasa por el punto $P(3, 5)$.

Nota: Realiza primero la división de los polinomios.

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Determina la integral indefinida de la siguiente función compuesta, identificando la derivada de la función interna: $I = \displaystyle\int \dfrac{\ln^2(x) + 1}{x} \, dx$

Determina la integral indefinida de la siguiente función compuesta, identificando la derivada de la función interna:

$I = \displaystyle\int \dfrac{\ln^2(x) + 1}{x} \, dx$

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Completar el cuadrado: arco tangente y arco seno

Cuando el denominador es un polinomio de grado 2 sin raíces reales, el resultado es un arco tangente. Primero hay que llevarlo a la forma $u^2+a^2$.

Para completar el cuadrado: $x^2+bx+c=\left(x+\frac b2\right)^2+\left(c-\frac{b^2}{4}\right)$.

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Calcula la integral indefinida de la siguiente función utilizando la descomposición por linealidad y el ajuste de la derivada del exponente:…

Calcula la integral indefinida de la siguiente función utilizando la descomposición por linealidad y el ajuste de la derivada del exponente:

$I = \displaystyle\int \left( 2x \times e^{x^2+3} - \dfrac{5}{1+4x^2} \right) \, dx$

∫y₂dx f(x) = y₁ + y₂ y₂ = −5/(1+4x²) ↳ 4x² = (2x)² y₁ = 2x·e^(x²+3) ↳ 2x = (x²+3)' ∫y₁dx
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Halla la integral indefinida de la siguiente función racional completando el cuadrado en el denominador para identificar una estructura de arco tangente: $$f(x) =…

Halla la integral indefinida de la siguiente función racional completando el cuadrado en el denominador para identificar una estructura de arco tangente:

$$f(x) = \frac{3}{2x^2 - 4x + 10}$$
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Una empresa de logística estudia el desgaste de los neumáticos de su flota. La velocidad de desgaste $V(x)$ (en mm por cada 1000 km) depende de la carga $x$ (en…

Una empresa de logística estudia el desgaste de los neumáticos de su flota. La velocidad de desgaste $V(x)$ (en mm por cada 1000 km) depende de la carga $x$ (en toneladas) según la función:

Interpretación gráfica del desgaste acumulado D(x) como área bajo la curva de velocidad de desgaste V(x)x = 1x = 51234501234x5D(3) = 0Carga x (toneladas)Velocidad de desgaste V(x) (mm/1000 km)V(x)D(x)Desgaste acumulado

$V(x) = \frac{x + 1}{\sqrt{4 - (x - 3)^2}}$

Halla la función de desgaste acumulado $D(x)$, sabiendo que para una carga de $3$ toneladas ($x = 3$) el desgaste es cero.

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Identidades trigonométricas para integrar

A veces el integrando no está en la tabla, pero una identidad lo convierte en una suma de inmediatas.

Además, $\int \sec^2(kx)\,dx=\frac1k\tan(kx)+C$ (cadena al revés).

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Dada la función $f(x) = \dfrac{\sin(x)}{\sqrt{1 + \cos(x)}}$, calcula su primitiva general. Comprueba tu resultado derivando la función obtenida.

Dada la función $f(x) = \dfrac{\sin(x)}{\sqrt{1 + \cos(x)}}$, calcula su primitiva general. Comprueba tu resultado derivando la función obtenida.

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Halla la primitiva $F(x)$ de la función $f(x) = \dfrac{1}{\cos^2(3x)} + 5^{2x}$ sabiendo que $F(0) = 1$.

Halla la primitiva $F(x)$ de la función $f(x) = \dfrac{1}{\cos^2(3x)} + 5^{2x}$ sabiendo que $F(0) = 1$.

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Calcula la familia de primitivas de la siguiente función trigonométrica utilizando identidades fundamentales para transformar el integrando en una suma de integrales…

Calcula la familia de primitivas de la siguiente función trigonométrica utilizando identidades fundamentales para transformar el integrando en una suma de integrales inmediatas:

$$f(x) = \frac{\cos^3 x}{\sin^4 x}$$
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Funciones por tramos y valor absoluto

Si $f$ está definida por tramos (o lleva $|\cdot|$), integra cada tramo con su propia constante. Pero una antiderivada es derivable, así que debe ser continua: las constantes se ajustan para que los tramos se unan.

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Dada la función $f(x) = |x - 2| \times e^x$, encuentra la primitiva $F(x)$ que verifica que $F(0) = 1$. Recuerda que para que $F(x)$ sea una primitiva en todo su…

Dada la función $f(x) = |x - 2| \times e^x$, encuentra la primitiva $F(x)$ que verifica que $F(0) = 1$.

Recuerda que para que $F(x)$ sea una primitiva en todo su dominio, debe ser una función continua, por lo que tendrás que ajustar las constantes de integración en los diferentes tramos.

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Determina los valores de los parámetros $A, B$ y $C$ para que la función $F(x) = (Ax^2 + B) \sin(2x) + Cx \cos(2x)$ sea una primitiva de $f(x) = x^2 \cos(2x)$. Plantea…

Determina los valores de los parámetros $A, B$ y $C$ para que la función $F(x) = (Ax^2 + B) \sin(2x) + Cx \cos(2x)$ sea una primitiva de $f(x) = x^2 \cos(2x)$.

Plantea el sistema de ecuaciones derivando $F(x)$ e igualando coeficientes.

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Retos combinados

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Un ingeniero de sonido está analizando la señal de un nuevo sintetizador. La tasa de variación de la intensidad de la onda respecto al tiempo, $t$, viene dada por la…

Un ingeniero de sonido está analizando la señal de un nuevo sintetizador. La tasa de variación de la intensidad de la onda respecto al tiempo, $t$, viene dada por la función $f'(t) = \dfrac{e^{2t} + 3e^t}{e^t + 1}$.

Sabiendo que para un tiempo $t = 0$ la intensidad de la onda es de $10$ unidades, determina la expresión analítica de la intensidad $f(t)$ realizando las manipulaciones algebraicas necesarias para resolver la integral.

Tiempo (t) Intensidad f'(0) = 2 f(0) = 10 f(t) = ? 1 2 3 4 5 10 20 30 40 f'(t) = e2t + 3et et + 1
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Determina la función $f(x)$ cuya derivada segunda es $f''(x) = \dfrac{12x^2 - 4}{(x^2 + 1)^3}$. Se sabe que la gráfica de $f(x)$ tiene un punto de inflexión de abscisa…

Determina la función $f(x)$ cuya derivada segunda es $f''(x) = \dfrac{12x^2 - 4}{(x^2 + 1)^3}$.

Se sabe que la gráfica de $f(x)$ tiene un punto de inflexión de abscisa positiva en el que la recta tangente es horizontal, y que la gráfica de $f(x)$ pasa por el punto $(0, 5)$.

Nota: Este ejercicio requiere un manejo experto de la regla de la cadena en sentido inverso para funciones racionales.

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Calcula la integral indefinida de la función: $$f(x) = \frac{\ln(\ln x)}{x \times \ln x}$$ Este ejercicio evalúa la capacidad de reconocer la estructura…

Calcula la integral indefinida de la función:

$$f(x) = \frac{\ln(\ln x)}{x \times \ln x}$$

Este ejercicio evalúa la capacidad de reconocer la estructura $g(u(x)) \times u'(x)$ cuando existen múltiples funciones compuestas.

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Resumen

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