1. ¿Por qué integrar?
- Primitiva (integral indefinida) = “operación inversa” de derivar; recupera la función original a partir de su ritmo de cambio.
- Integral definida = “acumulador”: suma infinitas áreas de rectángulos muy finos. Permite:
- Área bajo la curva.
- Longitudes, volúmenes y trabajo físico.
- Cambio neto de capital o población (integral de una tasa).
2. Primitivas: reglas imprescindibles
| Regla básica | Fórmula | Ejemplo rápido |
|---|---|---|
| Potencia | ∫xn dx=x n+1n+1+C\displaystyle \int x^{n}\,dx = \frac{x^{\,n+1}}{n+1} + C∫xndx=n+1xn+1+C (n ≠ –1) | ∫x4dx=x5/5+C∫x^4 dx = x^5/5 + C∫x4dx=x5/5+C |
| Raíz | ∫xα dx∫ x^{α}\,dx∫xαdx con α > –1 | ∫√x dx=2×3/2/3+C∫√x\,dx = 2x^{3/2}/3 + C∫√xdx=2×3/2/3+C |
| seno/coseno | ∫sinkx=−coskx/k∫\sin kx = -\cos kx /k∫sinkx=−coskx/k | ∫3sin3x dx=−cos3x+C∫3\sin 3x\,dx = -\cos 3x + C∫3sin3xdx=−cos3x+C |
| exponencial | ∫ekx=ekx/k∫e^{kx} = e^{kx}/k∫ekx=ekx/k | ∫4e4xdx=e4x+C∫4e^{4x} dx = e^{4x} + C∫4e4xdx=e4x+C |
| logarítmica | (∫1/x,dx = \ln | x |
Linealidad ∫(af+bg) dx=a∫f dx+b∫g dx∫(af+bg)\,dx = a∫f\,dx + b∫g\,dx∫(af+bg)dx=a∫fdx+b∫gdx
3. Métodos prácticos para primitivas “no directas”
| Método | Cuándo usar | Mini-esquema |
|---|---|---|
| Sustitución | algo × f( algo )′ | 1) u=g(x)u = g(x)u=g(x) 2) Sustituyes y ajustas dududu. |
| Por partes | producto (polin.×log, polin.×trig…) | ∫u dv=uv−∫v du∫u\,dv= u v – ∫v\,du∫udv=uv−∫vdu |
| Fracciones parciales | racional con grado(num)<grado(den) | Descompón en sumas A/(x-a) + … |
| Trigonometría | raíces √(a2−x2)√(a²−x²)√(a2−x2), tangentes… | Sustituciones seno/tan. |
(Los pdf de ejercicios traen casos rubricados; copia el patrón que se repite más.)
4. Integral definida y Teorema Fundamental
∫abf(x) dx=F(b)−F(a)\boxed{\displaystyle \int_{a}^{b} f(x)\,dx = F(b) – F(a)}∫abf(x)dx=F(b)−F(a)
donde FFF es cualquier primitiva de fff.
Contexto – simplifica: todo el “sumatorio infinitesimal” se reduce a dos evaluaciones.
5. Área entre curvas
- Busca la intersección f(x)=g(x)f(x)=g(x)f(x)=g(x) → límites.
- Área = ∫x1x2[f(x)−g(x)] dx∫_{x_1}^{x_2} \bigl[f(x)-g(x)\bigr]\,dx∫x1x2[f(x)−g(x)]dx (arriba – abajo).
- Si piden “entre función y eje”: usa |f(x)| o trocea intervalos donde cambia signo.
6. Volúmenes de revolución (Ejes X o Y)
| Método | Fórmula resumen | Cuándo |
|---|---|---|
| Discos | V=π∫ab[f(x)]2dxV = π∫_{a}^{b} [f(x)]^{2} dxV=π∫ab[f(x)]2dx | Eje X; región sin hueco |
| Arandelas | V=π∫(R2−r2)dxV = π∫ (R^{2} – r^{2}) dxV=π∫(R2−r2)dx | Con “agujero” |
| Capas cilíndricas | V=2π∫xf(x)dxV = 2π∫ x f(x) dxV=2π∫xf(x)dx | Revolución alrededor eje Y |
(Derivado en Tema 12 PDF: ejemplos del cono, esfera parcial.)
7. Aproximación numérica exprés
| Regla | Fórmula | Error típico |
|---|---|---|
| Trapecios | A≈h/2(y0+2y1+…+yn)A ≈ h/2 (y₀+2y₁+…+y_n)A≈h/2(y0+2y1+…+yn) | O(h2)O(h²)O(h2) |
| Simpson | A≈h/3(y0+4y1+2y2+…+yn)A ≈ h/3 (y₀+4y₁+2y₂+…+y_n)A≈h/3(y0+4y1+2y2+…+yn) (n par) | O(h4)O(h^4)O(h4) |
Útil cuando la primitiva no existe en forma elemental (ej.: ∫e^{−x²}).
8. Errores frecuentes
| Error | Solución directa |
|---|---|
| Olvidar + C en indefinida | Añade constante antes de pasar a otro paso |
| Cambiar signo del límite inferior al sustituir | Escribe siempre F(b)−F(a)F(b)-F(a)F(b)−F(a) con paréntesis |
| Integrar potencia con n = –1 con fórmula general | Caso especial: ∫1/x = ln |
| No revisar quién va “arriba-abajo” en áreas | Dibuja mini-gráfica o tabla de valores |
