INTEGRALES FRACCIONES PARCIALES

PRACTICO NΒΊ 2 ANÁLISIS MATEMÁTICO II Calcular las siguientes integrales 1.∫ π‘₯ 2 +1 2π‘₯ 3 +3π‘₯ 𝑑π‘₯ = ∫ 2 π‘₯ 2 +1 2π‘₯ 3 +3

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PRACTICO NΒΊ 2

ANÁLISIS MATEMÁTICO II Calcular las siguientes integrales

1.∫

π‘₯ 2 +1 2π‘₯ 3 +3π‘₯

𝑑π‘₯ = ∫ 2

π‘₯ 2 +1 2π‘₯ 3 +3π‘₯ 2

𝐴

π‘₯ 2 +1 π‘₯ 2 (2π‘₯+3) 𝐡

𝑑π‘₯

2π‘₯ 3 + 3π‘₯ 2 = π‘₯ 2 (2π‘₯ + 3)

𝐢

= π‘₯ + π‘₯ 2 + 2π‘₯+3

π‘₯ 2 +1 2π‘₯ 3 +3π‘₯ 2

=

𝐴π‘₯(2π‘₯+3)+𝐡(2𝑋+3)+𝐢π‘₯ 2 π‘₯ 2 (2π‘₯+3)

π‘₯ 2 + 1 = 𝐴π‘₯(2π‘₯ + 3) + 𝐡(2𝑋 + 3) + 𝐢π‘₯ 2 π‘₯=0

1

1 = 3𝐡 β†’

π‘₯=1

𝐡=3

SUMANDO 1 Y 2 15𝐴 + 3𝐢 = 1 3𝐴 βˆ’ 3𝐢 = βˆ’5 --------------------------18𝐴 = βˆ’4 𝐴 = βˆ’ 2⁄9 REEEMPLAZANDO β€œA” EN 1 2 15 (βˆ’ ) + 3𝐢 = 1 9 10 3+10 3𝐢 = 1 βˆ’ 3 = 3

2 = 5𝐴 + 5𝐡 + 𝐢 5

2 = 5𝐴 + 3 + 𝐢 5

5𝐴 + 𝐢 = 2 βˆ’ 3 15𝐴 + 3𝐢 = 1 … … … . . (1) π‘₯ = βˆ’1 2 = βˆ’π΄ + 𝐡 + 𝐢 1 π΄βˆ’πΆ = βˆ’2 3

5

𝐴 βˆ’ 𝐢 = βˆ’3 3𝐴 βˆ’ 3𝐢 = βˆ’5 … … … . . (2)

𝐢=

2

𝑑π‘₯ π‘₯

+ ∫ 2+ 3 π‘₯

2

𝑑π‘₯ π‘₯

+ 3 ∫ π‘₯ βˆ’2 𝑑π‘₯ + 9βˆ—2 ∫ 2π‘₯+3

=βˆ’ ∫ 9 = βˆ’9∫

1

𝑑π‘₯

13 𝑑π‘₯ ∫ 2π‘₯+3 9

1

2

13

1

2𝑑π‘₯

13

= βˆ’ 9 ln|π‘₯| + 3 (βˆ’π‘₯ βˆ’1 ) + 18 ln|2π‘₯ + 3| + 𝑐 13

2

1

= 18 ln|2π‘₯ + 3| βˆ’ 9 ln|π‘₯| βˆ’ 3π‘₯ + 𝑐 3 3 2.∫ π‘₯2+3π‘₯ 𝑑π‘₯ = ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯(π‘₯+3) 3 π‘₯(π‘₯+3) 3 π‘₯(π‘₯+3)

𝐴

π‘₯ 2 + 3π‘₯ = π‘₯(π‘₯ + 3)

𝐡

= π‘₯ + π‘₯+3 =

𝐴(π‘₯+3)+𝐡π‘₯ π‘₯(π‘₯+3)

3 = 𝐴(π‘₯ + 3) + 𝐡π‘₯ π‘₯=0 π‘₯ = βˆ’3

3 = 3𝐴 3 = βˆ’3𝐡

β†’ β†’

𝐴=1 𝐡 = βˆ’1

13 9

=∫

𝑑π‘₯ 𝑑π‘₯ βˆ’βˆ« π‘₯ π‘₯+3

= ln|π‘₯| βˆ’ ln|π‘₯ + 3| + 𝑐 π‘₯ = ln +𝑐 π‘₯+3 3π‘₯+1 3.∫ π‘₯23π‘₯+1 𝑑π‘₯ = ∫ (π‘₯+1)(π‘₯+3) 𝑑π‘₯ +4π‘₯+3 3π‘₯+1 π‘₯ 2 +4π‘₯+3

= π‘₯+1 + π‘₯+3

𝐴

3π‘₯+1 π‘₯ 2 +4π‘₯+3

=

π‘₯ 2 + 4π‘₯ + 3 = (π‘₯ + 1)(π‘₯ + 3)

𝐡

𝐴(π‘₯+3)+𝐡(π‘₯+1) (π‘₯+1)(π‘₯+3)

3π‘₯ + 1 = 𝐴(π‘₯ + 3) + 𝐡(π‘₯ + 1) π‘₯ = βˆ’1 π‘₯ = βˆ’3 = βˆ’βˆ«

βˆ’2 = 2𝐴 βˆ’8 = βˆ’2𝐡

β†’ β†’

𝐴 = βˆ’1 𝐡=4

𝑑π‘₯ 𝑑π‘₯ + 4∫ π‘₯+1 π‘₯+3

= βˆ’ln|π‘₯ + 1| + 4 ln|π‘₯ + 3| + 𝑐 = ln(π‘₯ + 3)4 βˆ’ ln|π‘₯ + 1| + 𝑐 = ln

(π‘₯ + 3)4 +𝑐 π‘₯+1

4.∫ π‘₯35π‘₯(π‘₯2+3 𝑑π‘₯ = +2) 3

5π‘₯ 3 +3 π‘₯ 3 (π‘₯ 2 +2) 5π‘₯ 3 +3 π‘₯ 3 (π‘₯ 2 +2)

π‘₯ 3 (π‘₯ 2 + 2) 𝐴 π‘₯

= + =

𝐡 π‘₯2

+

𝐢 π‘₯3

𝐷π‘₯+𝐸 +2)

+ (π‘₯ 2

𝐴π‘₯ 2 (π‘₯ 2 +2)+𝐡π‘₯(π‘₯ 2 +2)+𝐢(π‘₯ 2 +2)+(𝐷π‘₯+𝐸)π‘₯ 3 π‘₯ 3 (π‘₯ 2 +2)

5π‘₯ 3 + 3 = 𝐴π‘₯ 2 (π‘₯ 2 + 2) + 𝐡π‘₯(π‘₯ 2 + 2) + 𝐢(π‘₯ 2 + 2) + (𝐷π‘₯ + 𝐸)π‘₯ 3 π‘₯=0 π‘₯=1

33 = 2𝐢 β†’ 𝐢 = 3⁄2 8 = 3𝐴 + 3𝐡 + 3𝐢 + 𝐷 + 𝐸 3 8 = 3𝐴 + 3𝐡 + 3 2 + 𝐸 9 2

3𝐴 + 3𝐡 + 𝐷 + 𝐸 = 8 βˆ’ =

7 2

6𝐴 + 6𝐡 + 2𝐷 + 2𝐸 = 7 … … … . . (1) π‘₯ = βˆ’1 βˆ’2 = 3𝐴 βˆ’ 3𝐡 + 3𝐢 + 𝐷 βˆ’ 𝐸 3 3𝐴 βˆ’ 3𝐡 + 𝐷 βˆ’ 𝐸 = βˆ’2 βˆ’ 3 2 9

3𝐴 βˆ’ 3𝐡 + 𝐷 βˆ’ 𝐸 = βˆ’2 βˆ’ 2 3𝐴 βˆ’ 3𝐡 + 𝐷 βˆ’ 𝐸 = 3𝐴 βˆ’ 3𝐡 + 𝐷 βˆ’ 𝐸 =

βˆ’4βˆ’9 2 13 βˆ’2

6𝐴 βˆ’ 6𝐡 + 2𝐷 βˆ’ 2𝐸 = 13 ……….(2) π‘₯=2 43 = 24𝐴 + 12𝐡 + 6𝐢 + 16𝐷 + 8𝐸 3 24𝐴 + 12𝐡 + 16𝐷 + 8𝐸 = 43 βˆ’ 6 βˆ— 2 24𝐴 + 12𝐡 + 16𝐷 + 8𝐸 = 43 βˆ’ 9

24𝐴 + 12𝐡 + 16𝐷 + 8𝐸 = 34 … … . (3) π‘₯ = βˆ’2 βˆ’37 = 24𝐴 βˆ’ 12𝐡 + 6𝐢 + 16𝐷 βˆ’ 8𝐸 24𝐴 βˆ’ 12𝐡 + 16𝐷 βˆ’ 8𝐸 = βˆ’37 βˆ’ 9 24𝐴 βˆ’ 12𝐡 + 16𝐷 βˆ’ 8𝐸 = βˆ’46 … … . . (4) SUMANDO 1 Y 2 6𝐴 + 6𝐡 + 2𝐷 + 2𝐸 = 7 6𝐴 βˆ’ 6𝐡 + 2𝐷 βˆ’ 2𝐸 = 13 ---------------------------------------12𝐴 + 4𝐷 = 20……….(5)

SUMANDO 3 Y 4

43 12 REEEMPLAZANDO β€œA” EN 7 𝐷 = (20 βˆ’ 12𝐴)/4 𝐷 = 5 βˆ’ 3𝐴 3 βˆ— 43 𝐷 =5βˆ’ 12 𝐷 = 72 βˆ’ 129 𝐷 = βˆ’57

24𝐴 + 12𝐡 + 16𝐷 + 8𝐸 = 34 24𝐴 βˆ’ 12𝐡 + 16𝐷 βˆ’ 8𝐸 = βˆ’46 ----------------------------------------------48𝐴 + 32𝐷 = βˆ’12 … … . . (6) 𝑫𝑬 (πŸ“) 12𝐴 4𝐷 = 20 𝐷 = (20 βˆ’ 12𝐴)/4………..(7) (7)𝑅𝐸𝐸𝑀𝑃𝐿𝐴𝑍𝐴𝑀𝑂𝑆𝐸𝑁 (6) 48𝐴 32𝐷 = βˆ’12 48𝐴 + 32(5 βˆ’ 3𝐴) = βˆ’12 48𝐴 + 160 βˆ’ 96𝐴 = βˆ’12 βˆ’48𝐴 = βˆ’172 𝐴

𝐡

𝐢

𝐴=

LOS VALORES DE B Y E SON CEROS

𝐷π‘₯+𝐸

= π‘₯ + π‘₯ 2 + π‘₯ 3 + (π‘₯2 +2) =

43 𝑑π‘₯ 3 𝑑π‘₯ π‘₯𝑑π‘₯ ∫ + ∫ 3 + (βˆ’57) ∫ 2 12 π‘₯ 2 π‘₯ π‘₯ +2

=

43 3 57 2π‘₯ 𝑑π‘₯ ln|π‘₯| + ∫ π‘₯ βˆ’3 𝑑π‘₯ βˆ’ ∫ 2 12 2 2 π‘₯ +2

43 3 π‘₯ βˆ’2 57 ln|π‘₯| + βˆ’ ln|π‘₯ 2 + 2| + 𝑐 12 2 βˆ’2 2 43 3 57 = ln|π‘₯| βˆ’ 2 βˆ’ ln|π‘₯ 2 + 2| + 𝑐 12 4π‘₯ 2 =

5.∫ π‘₯22π‘₯+7 𝑑π‘₯ = +2π‘₯βˆ’4

π‘₯ 2 + 2π‘₯ βˆ’ 4 β†’ βˆ’2+√22 βˆ’4βˆ—1βˆ—(βˆ’4) 2βˆ—1 βˆ’2+√20 2

; ;

βˆ’1 + √5 ; 2π‘₯+7 π‘₯(π‘₯+3) 2π‘₯+7 π‘₯(π‘₯+3)

= =

βˆ’π‘Β±βˆšπ‘2 βˆ’4π‘Žπ‘ 2π‘Ž βˆ’2βˆ’βˆš22 βˆ’4βˆ—1βˆ—(βˆ’4) 2βˆ—1 βˆ’2βˆ’βˆš20 2

βˆ’1 βˆ’ √5

𝐴 𝐡 + (π‘₯+1+√5) (π‘₯+1βˆ’βˆš5) 𝐴(π‘₯+1+√5)+𝐡(π‘₯+1βˆ’βˆš5) (π‘₯+1βˆ’βˆš5)(π‘₯+1+√5)

2π‘₯ + 7 = 𝐴π‘₯ + 𝐴 + 𝐴√5 + 𝐡π‘₯ + 𝐡 βˆ’ 𝐡√5 2π‘₯ + 7 = π‘₯(𝐴 + 𝐡) + 𝐴 + 𝐴√5 + 𝐡 βˆ’ 𝐡√5 π‘₯=0 π‘₯ = βˆ’3

2= 𝐴+𝐡 7 = 𝐴 + 𝐴√5 + 𝐡 βˆ’ 𝐡√5 7 = 𝐴√5 βˆ’ 𝐡√5 + 𝐴 + 𝐡 5 = 𝐴√5 βˆ’ 𝐡√5

2√5 = 𝐴√5 + 𝐡 √5 5 = 𝐴√5 βˆ’ 𝐡√5 βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’βˆ’ 2√5 + 5 = 2𝐴√5

𝐴 =1+

𝐴=

5 2√5

2 + √5 2

REEMPLAZANDO β€œA” 2=𝐴+𝐡 𝐡 =2βˆ’π΄ 2 + √5 𝐡 =2βˆ’ 2

=

∫

2π‘₯ + 7 𝐴 𝐡 𝑑π‘₯ = ∫ 𝑑π‘₯ + ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯(π‘₯ + 3) (π‘₯ + 1 βˆ’ √5) (π‘₯ + 1 + √5)

=

2 + √5 𝑑π‘₯ 2 βˆ’ √5 𝑑π‘₯ ∫ + ∫ 2 2 (π‘₯ + 1 βˆ’ √5) (π‘₯ + 1 + √5)

𝐡=

4 βˆ’ 2 βˆ’ √5 2

𝐡=

2 βˆ’ √5 2

2 + √5 2 βˆ’ √5 ln|π‘₯ + 1 βˆ’ √5| + ln|π‘₯ + 1 + √5| + 𝑐 2 2

5π‘₯βˆ’7 6. ∫ (π‘₯2+2)(π‘₯βˆ’3) 𝑑π‘₯ =

5π‘₯βˆ’7 (π‘₯ 2 +2)(π‘₯βˆ’3)

=

5π‘₯βˆ’7 (π‘₯ 2 +2)(π‘₯βˆ’3)

𝐴π‘₯+𝐡 𝐢 + (π‘₯ 2 +2) (π‘₯βˆ’3)

=

(𝐴π‘₯+𝐡)(π‘₯βˆ’3)+𝐢(π‘₯ 2 +2) (π‘₯ 2 +2)(π‘₯βˆ’3)

5π‘₯ βˆ’ 7 = (𝐴π‘₯ + 𝐡)(π‘₯ βˆ’ 3) + 𝐢(π‘₯ 2 + 2) π‘₯=3

8= 11𝐢 β†’

𝐢= 16

π‘₯=0

8 11

π‘₯=1

βˆ’7 = βˆ’3𝐡 + 11 16

77

3𝐡 = 11 + 11 93

3𝐡 = 11 93

𝐡 = 33

=∫ =∫

β†’

31

𝐡 = 11

𝐴π‘₯ + 𝐡 𝐢 𝑑π‘₯ + ∫ 𝑑π‘₯ 2 (π‘₯ + 2) (π‘₯ βˆ’ 3)

𝐴π‘₯ 𝐡 𝐢 𝑑π‘₯ + ∫ 2 𝑑π‘₯ ∫ 𝑑π‘₯ + 2) (π‘₯ + 2) (π‘₯ βˆ’ 3)

(π‘₯ 2

=βˆ’

8 2βˆ—π‘₯ 31 1 8 1 ∫ 2 𝑑π‘₯ + ∫ 2 𝑑π‘₯ + ∫ 𝑑π‘₯ 11 βˆ— 2 (π‘₯ + 2) 11 (π‘₯ + 2) 11 (π‘₯ βˆ’ 3)

=βˆ’

8 31 1 π‘₯ 8 ln|π‘₯ 2 + 2| + βˆ— arctan + ln|π‘₯ βˆ’ 3| + 𝑐 22 11 √2 √2 11

βˆ’2 = βˆ’2𝐴 βˆ’ 2𝐡 + 3𝐢 2𝐴 = 3𝐢 βˆ’ 2𝐡 + 2 8 31 βˆ’2βˆ— +2 11 11 24 62 22 2𝐴 = βˆ’ + 11 11 11 16 2𝐴 = βˆ’ 11 8 𝐴=βˆ’ 11

2𝐴 = 3 βˆ—

=βˆ’ =

8 31√2 π‘₯√2 8 ln|π‘₯ 2 + 2| + arctan + ln|π‘₯ βˆ’ 3| + 𝑐 22 22 2 11

8 8 31√2 π‘₯√2 ln|π‘₯ βˆ’ 3| βˆ’ ln|π‘₯ 2 + 2| + arctan ++𝑐 11 22 22 2

𝑑π‘₯ 7. ∫ 9π‘₯𝑑π‘₯ 4 +π‘₯ 2 = ∫ π‘₯ 2 (9π‘₯ 2 +1)

9π‘₯ 4

9π‘₯ 4 + π‘₯ 2 = π‘₯ 2 (9π‘₯ 2 + 1)

1 𝐴 𝐡 𝐢π‘₯ + 𝐷 = + 2+ 2 +π‘₯ π‘₯ π‘₯ (9π‘₯ 2 + 1)

1 𝐴π‘₯(9π‘₯ 2 + 1) + 𝐡(9π‘₯ 2 + 1) + (𝐢π‘₯ + 𝐷)π‘₯ 2 = 9π‘₯ 4 + π‘₯ 2 π‘₯ 2 (9π‘₯ 2 + 1) 1 = 𝐴π‘₯(9π‘₯ 2 + 1) + 𝐡(9π‘₯ 2 + 1) + (𝐢π‘₯ + 𝐷)π‘₯ 2 1 = 9𝐴π‘₯ 3 + 𝐴π‘₯ + 9𝐡π‘₯ 2 + 𝐡 + 𝐢π‘₯ 3 + 𝐷π‘₯ 2 1 = (9𝐴 + 𝐢)π‘₯ 3 + (9𝐡 + 𝐷)π‘₯ 2 + 𝐴π‘₯ + 𝐡 0 = 9𝐴 + 𝐢

β†’

𝐢=0

0 = 9𝐡 + 𝐷

β†’

𝐷 = βˆ’9

0=𝐴

β†’

𝐴=0

1=B

β†’

𝐡=1

𝐴 𝐡 𝐢π‘₯ + 𝐷 = ∫ 𝑑π‘₯ + ∫ 2 𝑑π‘₯ + ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯ π‘₯ (9π‘₯ 2 + 1) 0 1 0π‘₯ + (βˆ’9) = ∫ 𝑑π‘₯ + ∫ 2 𝑑π‘₯ + ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯ π‘₯ (9π‘₯ 2 + 1) = ∫ π‘₯ βˆ’2 𝑑π‘₯ βˆ’ 9 ∫

𝑑π‘₯ 9π‘₯ 2 + 1

π‘₯ βˆ’1 1 3π‘₯ βˆ’ 9 βˆ— arctan + 𝑐 βˆ’1 1 1 1 = βˆ’ βˆ’ 9 arctan 3π‘₯ + 𝑐 π‘₯ =