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Integrales

Ejercicios de integrales definidas resueltos con respuestas

12 ejercicios de integrales definidas con respuestas y soluciones completas: polinomios, trigonometría, simetría, valor absoluto, geometría y propiedades.

Integrales Actualizado 3 min de lectura

De un vistazo

\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a)
Ejercicios
12, con respuestas y soluciones completas
Nivel
Cálculo 1 y AP Calculus AB, unidad 6
Idea principal
Halla una antiderivada y resta su valor en el límite inferior de su valor en el límite superior
Practica con números nuevos
Lección de área con signo
En esta página
  1. Ejercicios
  2. Respuestas
  3. Soluciones paso a paso
  4. Errores comunes en estos ejercicios
  5. Sigue practicando

Estos ejercicios de integrales definidas empiezan con el cálculo directo y pasan a la simetría, los valores absolutos, la geometría y las propiedades de la integral. Intenta cada uno primero. Las respuestas van primero para que puedas comprobar rápido, y después vienen las soluciones completas.

La herramienta para casi todos los ejercicios es el Teorema Fundamental del Cálculo, segunda parte:

\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a), \quad \text{donde } F' = f

Ejercicios

Cálculo directo

  1. \displaystyle\int_0^3 (x^2 + 1)\,dx
  2. \displaystyle\int_1^4 \sqrt{x}\,dx
  3. \displaystyle\int_0^{\pi/2}\cos x\,dx
  4. \displaystyle\int_1^{e}\frac{1}{x}\,dx
  5. \displaystyle\int_{-1}^{2}(3x^2 - 2x)\,dx
  6. \displaystyle\int_0^1 e^x\,dx

Atajos y división del intervalo

  1. \displaystyle\int_{-2}^{2}x^3\,dx
  2. \displaystyle\int_0^3 |x - 1|\,dx
  3. Sabiendo que \int_0^5 f(x)\,dx = 8 y \int_0^2 f(x)\,dx = 3, halla \int_2^5 f(x)\,dx, \int_5^2 2f(x)\,dx y \int_2^5 \big(2f(x) + 1\big)\,dx.
  4. \displaystyle\int_{-3}^{3}\sqrt{9 - x^2}\,dx (usa la geometría)

Significado

  1. Halla el valor medio de f(x) = x^2 en [0, 3].
  2. Halla \int_0^{2\pi}\sin x\,dx y el área total entre y = \sin x y el eje x en [0, 2\pi].

Respuestas

Ejercicio Respuesta
1 12
2 \frac{14}{3}
3 1
4 1
5 6
6 e - 1
7 0
8 \frac{5}{2}
9 5, -10, 13
10 \frac{9\pi}{2}
11 3
12 Integral 0, área total 4

Soluciones paso a paso

1. Una antiderivada es \frac{x^3}{3} + x:

\left[\frac{x^3}{3} + x\right]_0^3 = (9 + 3) - 0 = 12

2. Escribe \sqrt{x} = x^{1/2}, cuya antiderivada es \frac{2}{3}x^{3/2}:

\frac{2}{3}\left(4^{3/2} - 1^{3/2}\right) = \frac{2}{3}(8 - 1) = \frac{14}{3}

3. Una antiderivada de \cos x es \sin x:

\sin\frac{\pi}{2} - \sin 0 = 1 - 0 = 1

4. Una antiderivada de \frac{1}{x} es \ln x para x > 0:

\ln e - \ln 1 = 1 - 0 = 1

5. Una antiderivada es x^3 - x^2. Mantén los paréntesis alrededor del valor en el límite inferior:

\big(8 - 4\big) - \big((-1) - 1\big) = 4 - (-2) = 6

6. e^x es su propia antiderivada:

e^1 - e^0 = e - 1

7. x^3 es una función impar y el intervalo [-2, 2] es simétrico respecto a 0. El área de la izquierda cancela el área de la derecha, así que la integral vale 0. Comprobación: \left[\frac{x^4}{4}\right]_{-2}^{2} = 4 - 4 = 0.

8. |x - 1| cambia de fórmula en x = 1. Divide ahí:

\int_0^1 (1 - x)\,dx + \int_1^3 (x - 1)\,dx = \frac{1}{2} + 2 = \frac{5}{2}

Los dos trozos son triángulos: uno de base 1 y altura 1, y otro de base 2 y altura 2.

9. El intervalo [0, 5] se divide en [0, 2] y [2, 5], así que \int_2^5 f(x)\,dx = 8 - 3 = 5. Intercambiar los límites cambia el signo, así que \int_5^2 2f(x)\,dx = -2(5) = -10. Para la última, \int_2^5 1\,dx = 3, así que la respuesta es 2(5) + 3 = 13. Consulta las propiedades de la integral definida.

10. y = \sqrt{9 - x^2} es la mitad superior de una circunferencia de radio 3. La mitad de \pi r^2 es:

\frac{1}{2}\pi(3)^2 = \frac{9\pi}{2}

11. El valor medio es \frac{1}{b-a}\int_a^b f(x)\,dx:

\frac{1}{3}\int_0^3 x^2\,dx = \frac{1}{3}\cdot 9 = 3

12. La integral es [-\cos x]_0^{2\pi} = -1 - (-1) = 0. La joroba por encima del eje cancela la joroba por debajo. Para el área total, suma las dos jorobas como números positivos. Cada una tiene área \int_0^{\pi}\sin x\,dx = 2, así que el área total es 4.

Errores comunes en estos ejercicios

  • Quitar los paréntesis de F(a). En el ejercicio 5, escribir 4 - 1 - 1 en lugar de 4 - (-2) da 2 en vez de 6.
  • Confundir el área con signo con el área total. El ejercicio 12 muestra que pueden ser muy distintas. Busca la palabra "área" en el enunciado.
  • Integrar |x - 1| de una sola vez. Los valores absolutos se dividen donde lo de dentro cambia de signo.
  • Olvidar que intercambiar los límites cambia el signo. \int_5^2 es el opuesto de \int_2^5.

Sigue practicando

Para practicar sin límite con integrales definidas y corrección al instante, prueba la lección de área con signo y la lección del Teorema Fundamental, segunda parte. Después pasa a los ejercicios del Teorema Fundamental y a los ejercicios de área entre curvas.

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La integral definida como área

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Preguntas frecuentes

¿Hace falta +C en una integral definida?

No. La constante se cancela al restar: (F(b) + C) - (F(a) + C) = F(b) - F(a). Una integral definida es un número.

¿Puede ser negativa una integral definida?

Sí. Si en [a, b] hay más gráfica por debajo del eje x que por encima, la integral es negativa. Si lo que quieres es el área total, integra |f(x)|, como en el ejercicio 12.

¿Qué pasa si intercambias los límites?

El signo cambia: \int_b^a f(x)\,dx = -\int_a^b f(x)\,dx. El ejercicio 9 usa esta propiedad.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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