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Integrales trigonométricas

Integral de sen x: fórmula, deducción y ejemplos

La integral de sen x es -cos x + C. De dónde sale el signo menos, el área de un arco, sen(ax + b) por sustitución e integrales definidas resueltas.

Integrales trigonométricas Actualizado 3 min de lectura

De un vistazo

\int \sin x\,dx = -\cos x + C
Antiderivada
-\cos x + C
Área de un arco
\int_0^\pi \sin x\,dx = 2
Periodo completo
\int_0^{2\pi}\sin x\,dx = 0
Forma lineal
\int\sin(ax + b)\,dx = -\dfrac{1}{a}\cos(ax + b) + C
Comprobación
\dfrac{d}{dx}(-\cos x) = \sin x
En esta página
  1. Gráfica de sen x y su antiderivada
  2. Deducción paso a paso
  3. Comprobación derivando
  4. Integrales definidas
  5. Variantes por sustitución
  6. Ejemplos resueltos
  7. Errores comunes

La integral de \sin x es -\cos x + C. Casi todos los errores con esta integral se deben a una sola cosa: el signo menos.

\int \sin x\,dx = -\cos x + C

Gráfica de sen x y su antiderivada

Área bajo y = sen x entre 0 y π, con la antiderivada y = -cos x
El arco sombreado tiene área exactamente 2. La curva discontinua y = -\cos x sube de -1 en x = 0 a 1 en x = \pi, un cambio de 2.

Donde \sin x > 0 (de 0 a \pi), la antiderivada -\cos x sube. Donde \sin x < 0 (de \pi a 2\pi), vuelve a bajar.

Deducción paso a paso

  1. Pregúntate: ¿qué función tiene derivada \sin x?
  2. Recuerda la derivada de cos x: \frac{d}{dx}\cos x = -\sin x.
  3. Tiene la forma correcta pero el signo equivocado. Multiplica por -1: \frac{d}{dx}(-\cos x) = \sin x.
  4. Así que -\cos x es una antiderivada, y al sumar C se obtienen todas.

Un truco para recordarlo: recorrer el ciclo \sin \to \cos \to -\sin \to -\cos \to \sin es derivar. Recorrerlo hacia atrás es integrar.

Comprobación derivando

\frac{d}{dx}(-\cos x + C) = -(-\sin x) = \sin x \checkmark

Integrales definidas

Usando el Teorema Fundamental del Cálculo:

\int_0^\pi \sin x\,dx = \Big[-\cos x\Big]_0^\pi = -\cos\pi + \cos 0 = 1 + 1 = 2

Otros valores útiles:

Integral Valor Por qué
\int_0^{\pi/2}\sin x\,dx 1 -\cos\frac{\pi}{2} + \cos 0 = 0 + 1
\int_0^{\pi}\sin x\,dx 2 un arco completo
\int_0^{2\pi}\sin x\,dx 0 los dos arcos se cancelan
\int_{-a}^{a}\sin x\,dx 0 \sin x es impar

Si quieres el área total en [0, 2\pi] en lugar del área con signo, integra \lvert\sin x\rvert y obtendrás 4.

Variantes por sustitución

Con u = ax + b, du = a\,dx:

\int\sin(ax + b)\,dx = -\frac{1}{a}\cos(ax + b) + C

Así, \int\sin(5x)\,dx = -\frac{1}{5}\cos(5x) + C y \int\sin\left(\frac{x}{2}\right)dx = -2\cos\left(\frac{x}{2}\right) + C. Para \sin(2x) hay una página entera: la integral de sen 2x.

Cuando aparece como factor la derivada del interior, haz la sustitución:

\int x\sin(x^2)\,dx = -\frac{1}{2}\cos(x^2) + C \quad (u = x^2)
\int \sin x\,e^{\cos x}\,dx = -e^{\cos x} + C \quad (u = \cos x)

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. \int(3\sin x + 2x)\,dx = -3\cos x + x^2 + C.

Ejemplo 2. \int_0^{\pi/3}\sin x\,dx = -\cos\frac{\pi}{3} + \cos 0 = -\frac{1}{2} + 1 = \frac{1}{2}.

Ejemplo 3: posición a partir de la velocidad. Una partícula tiene v(t) = \sin t y parte de s(0) = 0. Entonces s(t) = -\cos t + C, y s(0) = -1 + C = 0 da C = 1, así que s(t) = 1 - \cos t.

Ejemplo 4: valor medio. El valor medio de \sin x en [0, \pi] es \frac{1}{\pi}\cdot 2 = \frac{2}{\pi} \approx 0.637.

Errores comunes

  1. Escribir \cos x + C. Compruébalo derivando: \frac{d}{dx}\cos x = -\sin x, así que el signo está mal.
  2. Olvidar dividir entre a en \int\sin(ax)\,dx.
  3. Multiplicar por a en su lugar. \int\sin(3x)\,dx no es -3\cos(3x). Eso es lo que haría la derivada.
  4. Errores de signo en las integrales definidas. Escribe [-\cos x] con corchetes y resta con cuidado: -\cos\pi = +1.

A continuación, consulta la integral de cos x, o practica con los ejercicios de integrales trigonométricas.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la integral de sen x?

La integral de \sin x es -\cos x + C.

¿Por qué la integral de sen x es menos coseno?

Porque la derivada de \cos x es -\sin x. Para obtener +\sin x necesitas la derivada de -\cos x.

¿Cuánto vale la integral de sen x entre 0 y π?

Vale -\cos\pi - (-\cos 0) = 1 + 1 = 2.

¿Cuál es la integral de sen(2x)?

Es -\frac{1}{2}\cos(2x) + C. El factor \frac{1}{2} compensa el 2 que produciría la regla de la cadena.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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