Integrales Impropias

¿Qué son?

Al definir la integral definida ∫ f (x) dx estamos hablando de una función en la que:
  • Esta definida en ese intervalo.
  • No tiene una discontinuidad infinita
  • Obviamente el intervalo es finito
Pero, que pasaría si no fuera así…
Las integrales impropias explorar esta posibilidad así que veasmolas:

Tipo 1) Sumando Intervalos Infinitos

 

Captura de pantalla 2017-05-02 a las 9.08.01 p.m.

Primera Parte

 

Captura de pantalla 2017-05-02 a las 9.08.08 p.m.

Segunda Parte

 

Captura de pantalla 2017-05-02 a las 9.08.35 p.m.

Ahora la Gran Confiable

 

Ejemplos:

Captura de pantalla 2017-05-02 a las 9.27.01 p.m.

 

 

 

Métodos de Integración

Resulta que integrar no es tan fácil como parece, pero hay algunas técnicas que pueden ayudarte


Cambio de Variable

Sustitución de U

Se trata de reescribir toda la integral en términos de una nueva variable, generalmente una letra que nadie usaría de forma normal : U, es decir:

  • Se sustituye X en términos de U
  • dx en términos de du

cambio

Recuerda:

No pongas límite (en caso de tenerlo) hasta terminar de Integral

image08


Integral por Partes

¿De donde sale la fórmula? Esto es de verdad muy útil de saberlo, veamos:

por-partes

Ahora viene la pregunta del millón:

¿Cuál es U y cual dV?

sus


Sustitución Trigonométrica

La forma más sencilla es aprenderse esta tabla y tenerla a la mano por cualquier cosa:

Sustitucion.png

Construir el triángulo

  • Despejar la función trigonométrica del cambio de variable.
  • Con esto se obtiene 2 lados y el último es el tipo de sustitución trigonométrica, se puede comprobar con Pitágoras.

Fracciones Parciales

Bienvenidos al tema más estúpidamente largo de esta materia, pero no te preocupes, todo estará bien.

El primer paso es ver como es ver si debemos dividir la expresión o no, para hacerlo, basta con ver el grado de los polinomios:

image02

Para saber que hacer ve el grado

Para Factorizar Q(x) haremos esto:

discos3

discos1

 

 

 

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Integrales: Solucionario


Integral como Operador Lineal:

Recuerda que la derivada es un operador Lineal:

  • Conserva la Suma de Funciones:

Da lo mismo sacar la integral de una suma de funciones que sumar la integral de ambas funciones.

  • Conserva la Multiplicación por un Escalar:

Da lo mismo sacar la integral de una una función por una escalar que multiplicar la integral de esa función por el escalar.

Es decir visualmente como:

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.49.30 p.m.

Visualmente


Las Que Debes Conocer

 

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.49.56 p.m.

Las más básicas

 

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.50.16 p.m.

Las Exponenciales

 

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 8.27.30 p.m.

Las Trigonométricas

 

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 8.27.47 p.m.

Las reciprocas

 

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 8.28.15 p.m.

Las endemoniadamente útiles

 


Las Raras… Simplemente raras

Están será útiles … pero raras :

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 8.47.33 p.m.

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 8.47.49 p.m.

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 8.49.25 p.m.

 

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Integrales

Integrar es el proceso recíproco del de derivar, es decir, dada una función f(x), busca aquellas funciones F(x) que al ser derivadas conducen a f(x).


Interpretación Geométrica
image16.png


Definición Oficial de la Integral

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Teorema Fundamental del Cálculo

  • es una primitiva o antiderivada de
  • Las primitivas de son las funciones derivables tales que:

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Integrales Definidas

A continuación les muestro varios teoremas que quia encuentras muy útiles:

Integral como Operador Lineal:

Recuerda que la derivada es un operador Lineal:

  • Conserva la Suma de Funciones:

Da lo mismo sacar la integral de una suma de funciones que sumar la integral de ambas funciones.

  • Conserva la Multiplicación por un Escalar:

Da lo mismo sacar la integral de una una función por una escalar que multiplicar la integral de esa función por el escalar.

Es decir visualmente como:

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.49.30 p.m.

Visualmente

Orden de Integración

image00

Integración de Longitud Cero

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Aditividad

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Máximos, Mínimos y Concavidad

Cambio de una Función: Derivada

Imaginate la siguiente función.

Captura de pantalla 2017-03-15 a las 9.21.25 a.m.

Si alguien malvado te preguntará (alguien malvado…) ¿Dónde esta el punto máximo en esa función?

Tenemos varias opciones:

  • Podemos tabular algunos valores hasta encontrar uno que creamos que sea el máximo (o mínimo).
  • Podemos graficar y empezar a tantear por donde esta el máximo.
  • Llorar, llorar siempre es una opción.

…O ser inteligente y usar el calculo para encontrar la respuesta:

*Tu función debería ser continua en el intervalo en el que estés pensando para que lo que vaya a decir tenga sentido…digo, sino no tiene sentido nada de lo que digo.*


Función Creciente y Decreciente

Captura de pantalla 2017-04-14 a las 2.13.57 p.m..png

  • Si la derivada en x es mayor a cero entonces quiere decir que la función esta creciendo en x.
  • Si la derivada en x es menor a cero entonces quiere decir que la función esta decreciendo en x.

 

Puntos Críticos

Podemos definir entonces que los puntos críticos de nuestra función son cuando:

  • Nuestra primera derivada es cero (es decir, no crece ni decrece).
  • Nuestra primera esta indeterminada.

 

Gracias a lo que vimos podemos sacar la derivada y obtener muchas respuestas:

Captura de pantalla 2017-03-15 a las 7.27.02 p.m.

Captura de pantalla 2017-03-15 a las 7.27.17 p.m.

Como que de la última formula podemos saber que la función:

  •  Siempre va a crecer desde -1 a 0 y desde el 2 al infinito.
  • Siempre va a decrecer desde el menos infinito hasta el -1 y también desde 0 hasta 2.


Concavidad: Segunda Derivada

Así como la primera derivada nos muestra sobre como va la función, si crece o decrece, la segunda derivada, nos habla de como cambian esos aumentos y reducciones.

Esto se conoce en matemáticas como Concavidad.

concavidad-convexidad-segmento

Tipos de Concavidad (Palabrería)

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Puntos importantes en la Gráfica

Concavidad Hacia Arriba / Abajo

Captura de pantalla 2017-04-14 a las 2.17.40 p.m..png

  • Si la segunda derivada en x es mayor a cero entonces quiere decir que la función tiene una concavidad hacia arriba.
  • Si la segunda derivada en x es menor a cero entonces quiere decir que la función tiene una concavidad hacia abajo.
  • Punto de Inflexión: Podemos decir entonces que un punto de inflexión es cuando la concavidad de la función cambia.

Teorema de Fermat (quien sabe cual sea)

Si una función f(x) tiene un máximo o mínimo cuando x = c, entonces x = c es también un punto crítico.

Máximos y Mínimos (Receta de Cocina):

Así que si queremos encontrar los máximos o mínimos:

  1. Calcular los puntos críticos, es decir derivar f(x)  
  2. f’(x) =0 , es decir Igualar a 0 la 1° Derivada
  3. Resolver la ecuación (que salir del paso 2) y obtener las raíces
  4. Calcular la segunda derivada
  5. Sustituir las raíces en la 2° derivada y comparar resultados
  • Si Resultado < 0 Máximo
  • Si Resultado > 0 Mínimo

 

 

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Diferenciales

Puedes acceder al texto original, si le picas en PDF:

Captura de pantalla 2017-03-08 a las 8.21.11 a.m..png

Texto de Referencia

Dado una función de f(x), tenemos dos diferenciales, y estos guardan una relación muy importante, recuerda que tenemos dos notaciones para la derivada:

Captura de pantalla 2017-03-08 a las 8.05.47 a.m.

Esto nos dice algo super genial: La derivada no es más que la razón entre dos diferenciales.

Así que gracias a esto podemos sacar la relación entre estas diferenciales, por ejemplo para la diferencial de y:

diferenciales

Veamos algunos ejemplos:


Diferenciales y Margen de Error

Ahora podemos ocupar los diferenciales para encontrar errores:

Captura de pantalla 2017-03-08 a las 8.40.42 a.m.

Si pensamos en ∆x como el cambio infinitesimal en x, podemos ver que el cambio en y se puede obtener de:

Captura de pantalla 2017-03-08 a las 8.15.19 a.m.

Si ∆x es pequeño entonces así lo será ∆y, solemos llamar a esto «errores».

Los «errores» miden cambios en  y en x.

Captura de pantalla 2017-03-08 a las 8.25.59 a.m.


Ejemplos de Aplicaciones

Esfera: Una esfera fue medida y su radio es de 21 u con un error posible máximo de 0.05 u. Calcula el posible error máximo.

 

 

 

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Todo lo que necesitas saber de las Derivadas

Antes que nada (y para que no me coman antes de nada), las demostraciones de todo lo que estoy diciendo están abajo, pero ahora empecemos por lo bueno, las formulas:

¡Recordemos que es la Derivada!

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 8.51.09 p.m.

Ahora y antes de seguir, tienes que saber que hay muchas, muchas maneras de escribir esta operación… muchas:

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 2.37.35 p.m..png

Antes que nada supón esto …

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 2.41.36 p.m..png

Las mil y un derivadas (Formas del Operador Derivada)


Derivada como Operador Lineal:

Recuerda que la derivada es un operador Lineal:

  • Conserva la Suma de Funciones:

Da lo mismo sacar la derivada de una suma de funciones que sumar la derivada de ambas funciones.

  • Conserva la Multiplicación por un Escalar:

Da lo mismo sacar la derivada de una una función por una escalar que multiplicar la derivada de esa función por el escalar.

Es decir visualmente como:

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 3.14.21 p.m..png

Esto siempre se conserva


Las de Kinder

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 8.57.53 p.m.

Las de memoria

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 8.59.54 p.m.

Las clásicas

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.00.03 p.m.

Una interesante pero no conocida


Funciones

Recuerda esta «simplificación» para que sea mas sencillo:

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 3.01.14 p.m..png

Simplificaciones

Los Clásicos de las Funciones

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.04.32 p.m.

Suma (O Resta) de Funciones

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.04.37 p.m.

Producto de Funciones

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.04.41 p.m.

División de Funciones


Regla de la Cadena (La reglas más útil para ti)

Forma 1:

Repite después de mi: «La derivada de la composición de dos funciones es igual a: La derivada de la primera función evaluada en la segunda multiplicada por la derivada de la segunda«.

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 3.39.02 p.m..png

Esta Formula es como tu Biblia

Aquí hay un par de cosas que me gustaría contarles:

  • La mitad de las dificultades de esta formula esta en encontrar que tu expresión rara se puede expresar como una composición de funciones.
  • Recuerda que la ultima parte, esa función interna ( g(x) ) puede ser también una composición de funciones, así que esta formula cambie puede ser recursiva.

Forma 2:

Se puede derivar una función más compleja si se usa una variable intermedia y luego se multiplica por la derivada de dicha variable.

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.04.18 p.m.


Usando esta regla sabremos que:

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.05.19 p.m.

Potencias de Funciones

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.05.25 p.m.

Raíces de Funciones

Captura de pantalla 2017-03-30 a las 9.05.30 p.m.

Raíces

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 5.45.10 p.m..png

Exponenciales

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.25.34 p.m..png

Logaritmos


Trigonométricas

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.02.19 p.m..png

Básicas

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.08.57 p.m..png

Las reciprocas

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.13.02 p.m..png

Las inversas 😀

Captura de pantalla 2017-04-13 a las 6.13.13 p.m..png

Las inversas de las reciprocas (que complejo suena eso D:)

 

 

 

 

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