Integración por partes

Existen varios métodos para la resolución de integrales con una estructura compleja, entre los métodos se encuentra la integración por parte que desarrollaremos a continuación.

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Integración por partes

La integración por partes consiste en llamar «u» a una parte del integrando y «dv» a la otra parte que incluye al diferencial. La parte llamada «u» se deriva para obtener «du»; la parte llamada «dv» se integra para obtener «v», de esta forma sustituir las expresiones en la formula:

    \[u.v-\int vdu\]

Cuando se aplica la integración por parte

El método de integración por parte se aplica cuando:

1- Cuando en el integrando aparecen dos funciones distintas.

2.- Cuando aparece una inversa trigonométrica.

3.- Cuando aparece una función logarítmica.

4.- Por ultimo se aplica el método donde el integrando aparece la función secante o cosecante elevada a un exponente impar.

Como se aplica el ILATE

Unas de las inquietudes a la hora de aplicar el método de integración por partes, es seleccionar que parte es «u» y que parte será dv, para ello se sugiere la utilización de las iniciales ILATE, siendo esta un ordenamiento de la función prioritaria a ser «u», entendiéndose;

En un integral «u» sera la función inversa sino hay, seria la logarítmica, sino hay seria la algebraica y así sucesivamente.

Ejercicios de integración por parte

Resolver los siguientes integrales:

1.-\int arcosen(x) dx

Solución

u=arcosen(x)

dv= dx

para obtener du derivamos u;

du=\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}} dx

para obtener v integramos dv;

v= x

sustituimos en la formula;

    \[u.v-\int vdu\]

    \[=arcosen(x).x-\int x\frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}} dx\]

    \[=x.arcosen(x)-\int x({1-x^{2})^{\frac{-1}{2}}}dx\]

el integral que nos queda por resolver aplicamos cambio de variable donde;

u=1-x^{2}

du=-2xdx  pasamos al otro lado de la igualdad al -2;

\frac{du}{-2}=x dx

sustituimos;

    \[=x.arcosen(x)-(\frac{1}{-2}\int (u)^{\frac{-1}{2}}}du)\]

    \[=x.arcosen(x)+\frac{1}{2}.2 (u)^{\frac{1}{2}}+C\]

sustituimos u y simplificamos;

    \[=x.arcosen(x)+ (1-x^{2})^{\frac{1}{2}}+C\]

2.- \int Sec^{3}(x)dx

Solución

    \[=\int Sec (x).Sec^{2}(x)dx\]

u= Sec (x)      du=Sec(x) Tag(x) dx

dv=Sec^{2}(x)dx     v=Tag(x)

    \[u.v-\int vdu\]

    \[=Sec (x).Tag(x)-\int Tag(x)Sec(x) Tag(x) dx\]

    \[=Sec (x).Tag(x)-\int Tag^{2}(x)Sec(x) dx\]

como Tag^{2}(x)=Sec^{2}(x)-1 sustituimos;

    \[=Sec (x).Tag(x)-\int(Sec^{2}(x)-1) Sec(x) dx\]

    \[=Sec (x).Tag(x)-\int Sec^{3}(x) dx-\int Sec(x) dx\]

agrupamos términos semejantes;

    \[\int Sec^{3}(x) dx+\int Sec^{3}(x) dx=Sec (x).Tag(x)-\int Sec(x) dx\]

    \[2\int Sec^{3}(x) dx=Sec (x).Tag(x)-\int Sec(x) dx\]

despeamos e integramos;

    \[\int Sec^{3}(x) dx=\frac{Sec (x).Tag(x)-\int Sec(x) dx}{2}\]

    \[\int Sec^{3}(x) dx=\frac{Sec (x).Tag(x)-Ln(Sec(x)+Tag(x))}{2}+C\]

 

 

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