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Integración por sustitución trigonométrica




Enviado por Luis Teschi



Partes: 1, 2

    En ocasiones de manera directa no se pueden realizar las
    integrales, en
    otras ocasiones parece ser que pudiéramos integrar de
    manera inmediata debido a que a primera inspección
    encontramos similitud con las formulas que tenemos en las tablas
    de formulas. Inclusive existen algunas de las mismas formulas que
    podemos deducir mediante algunas técnicas,
    como la que en esta ocasión nos ocupa, veamos el siguiente
    ejemplo:   Deduce la siguiente formula:

     

    Pensemos en una sustitución que podamos realizar en la
    integral de tal forma que nos permita una integración inmediata. Recordemos que:

    observemos que sucede si hacemos un cambio de
    variable que nos conduzca a el uso de esta sustitución,
    concretamente, sustituyamos

      

    Recordemos que a  lo también queda expresado
    como:

               

     de donde 

    donde la nueva c se ha juntado con la constante generada con
    el logaritmo: 

    al igual que esta integral se pueden encontrar de la misma
    forma algunas otras, vale la pena seguir la siguiente
    recomendación:

      

    hemos de aclarar que esas sustituciones surgen al igual que la
    sustitución del ejercicio anterior, de observación y comparación de las
    propiedades trigonométricas:

    Calcular la siguiente integral  y comprobar

       

    Solución:

    como podemos comprobar la integración no se puede
    realizar de manera inmediata. Antes de realizar alguna
    sustitución valdría la pena hacer alguna
    factorización en el radical

    realizando la sustitución

     

    por lo tanto: 

    como entonces:

      del triangulo rectángulo
    siguiente identificamos:

    la hipotenusa es 2x y el cateto adyacente es 3 por lo
    tanto el cateto opuesto es igual a:

    por lo que

     Comprobación del resultado.

    simplificando tenemos:

    Se sugieren los siguientes ejercicios:

    Sustitución
    trigonométrica

     A menudo es posible
    hallar la antiderivada de una función
    cuando el integrando presenta expresiones de la forma:

    MathType 5.0 Equation

    Se elimina el radical haciendo la sustitución
    trigonométrica pertinente; el resultado es un integrando
    que contiene funciones
    trigonométricas cuya integración nos es
    familiar. En la siguiente tabla se muestra
    cuál debe ser la sustitución:

    Expresión en el
    integrando

    Sustitución
    trigonométrica

    MathType 5.0 Equation

    MathType 5.0 Equation

    MathType 5.0 Equation

    MathType 5.0 Equation

    MathType 5.0 Equation

    MathType 5.0 Equation

    Partes: 1, 2

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