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Ejercicios Resueltos de Calculo II

  1. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS β‡’ ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ I. Resuelva las siguientes integrales: π‘Ž) ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ β‡’ ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ = 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 2 βˆ’ 1 2 ∫ 𝑒2π‘₯ π‘π‘œπ‘ (π‘₯) 𝑑π‘₯ = 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 2 βˆ’ 1 2 [ 𝑒2π‘₯ π‘π‘œπ‘ (π‘₯) 2 + 1 2 ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯] ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ + 1 4 ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ = 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 2 βˆ’ 𝑒2π‘₯ π‘π‘œπ‘ (π‘₯) 4 ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ = 4 5 ( 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 2 βˆ’ 𝑒2π‘₯ π‘π‘œπ‘ (π‘₯) 4 ) + 𝑐 ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ = 2 5 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) βˆ’ 1 5 𝑒2π‘₯ π‘π‘œπ‘ (π‘₯) + 𝑐 βˆ—βˆ— ∫ 𝑒2π‘₯ 𝑠𝑒𝑛(π‘₯) 𝑑π‘₯ = 𝒆 πŸπ’™ πŸ“ (𝟐 𝒔𝒆𝒏(𝒙) βˆ’ 𝐜𝐨𝐬(𝒙)) + 𝒄 𝑏) ∫ π‘₯𝑑π‘₯ √π‘₯2 + 4π‘₯ + 8 ∫ π‘₯𝑑π‘₯ √π‘₯2 + 4π‘₯ + 8 = ∫ π‘₯𝑑π‘₯ √π‘₯2 + 4π‘₯ + 4 βˆ’ 4 + 8 = ∫ π‘₯𝑑π‘₯ √(π‘₯ + 2)2 + 4 𝐼 = ∫ π‘₯𝑑π‘₯ √(π‘₯ + 2)2 + 4 = ∫ 2(π‘‘π‘”πœƒ βˆ’ 1) βˆ— 2 𝑠𝑒𝑐2 πœƒ π‘‘πœƒ 2π‘ π‘’π‘πœƒ = ∫ 2(π‘‘π‘”πœƒ βˆ’ 1) π‘ π‘’π‘πœƒ π‘‘πœƒ 𝐼 = ∫(2 π‘‘π‘”πœƒ βˆ’ 2) π‘ π‘’π‘πœƒ π‘‘πœƒ = ∫ 2 π‘‘π‘”πœƒ π‘ π‘’π‘πœƒ βˆ’ 2 π‘ π‘’π‘πœƒ π‘‘πœƒ 𝐼 = 2 ∫ π‘‘π‘”πœƒ π‘ π‘’π‘πœƒ π‘‘πœƒ βˆ’ 2 ∫ π‘ π‘’π‘πœƒ π‘‘πœƒ 𝐼 = 2 sec πœƒ βˆ’ 2 𝐿𝑛 |sec πœƒ + π‘‘π‘”πœƒ| + 𝑐 𝐼 = √(π‘₯ + 2)2 + 4 βˆ’ 2 𝐿𝑛 | √(π‘₯ + 2)2 + 4 2 + π‘₯ + 2 2 | + 𝑐 𝒖 = 𝒔𝒆𝒏(𝒙) β†’ 𝒅𝒖 = 𝒄𝒐𝒔(𝒙)𝒅𝒙 𝒅𝒗 = 𝒆 πŸπ’™ 𝒅𝒙 β†’ 𝒗 = 𝒆 πŸπ’™ 𝟐 𝒖 = 𝒄𝒐𝒔(𝒙) β†’ 𝒅𝒖 = βˆ’π’”π’Šπ’(𝒙)𝒅𝒙 𝒅𝒗 = 𝒆 πŸπ’™ 𝒅𝒙 β†’ 𝒗 = 𝒆 πŸπ’™ 𝟐
  2. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS 𝑐) ∫ π‘₯2 arctan(√ π‘₯) 𝑑π‘₯ 𝐼 = ∫ π‘₯2 arctan(√ π‘₯) 𝑑π‘₯ = ∫(𝑒2 )2 arctan(𝑒) (2𝑒𝑑𝑒) = ∫ 2𝑒5 arctan(𝑒) 𝑑𝑒 οƒ˜ Ahora por partes: 𝐼 = 𝑓𝑔 βˆ’ ∫ 𝑔 𝑑𝑓 β‡’ 𝑒6 3 arctan(𝑒) βˆ’ ∫ 𝑒6 3 βˆ— 𝑑𝑒 𝑒2 + 1 𝐼 = 𝑒6 3 arctan(𝑒) βˆ’ 1 3 ∫ 𝑒6 𝑒2 + 1 𝑑𝑒 οƒ˜ Realizando la divisiΓ³n de polinomio (puedes emplear cualquier mΓ©todo que gustes). 𝑒6 𝑒2 + 1 = 𝑒4 βˆ’ 𝑒2 + 1 βˆ’ 1 𝑒2 + 1 οƒ˜ La integral queda: 𝐼 = 𝑒6 3 arctan(𝑒) βˆ’ 1 3 ∫ (𝑒4 βˆ’ 𝑒2 + 1 βˆ’ 1 𝑒2 + 1 ) 𝑑𝑒 𝐼 = 𝑒6 3 arctan(𝑒) βˆ’ 1 3 (∫ 𝑒4 𝑑𝑒 βˆ’ ∫ 𝑒2 𝑑𝑒 + ∫ 𝑑𝑒 βˆ’ ∫ 𝑑𝑒 𝑒2 + 1 ) 𝐼 = 𝑒6 3 arctan(𝑒) βˆ’ 1 3 ( 𝑒5 5 βˆ’ 𝑒3 3 + 𝑒 βˆ’ arctan(𝑒) + 𝐢1) 𝐼 = 𝑒6 3 arctan(𝑒) βˆ’ 𝑒5 15 + 𝑒3 9 βˆ’ 𝑒 3 + 1 3 arctan(𝑒) βˆ’ 1 3 𝐢1 οƒ˜ Variable original: 𝑒 = √ π‘₯ οƒ˜ AdemΓ‘s βˆ’ 1 3 𝐢1 = 𝐢 β‡’ πΆπ‘œπ‘›π‘ π‘‘π‘Žπ‘›π‘‘π‘’ ∫ π‘₯2 arctan(√ π‘₯) 𝑑π‘₯ = π‘₯3 3 arctan(√ π‘₯) βˆ’ √π‘₯5 15 + √π‘₯3 9 βˆ’ √ π‘₯ 3 + 1 3 arctan(√ π‘₯) + 𝐢 𝑑) ∫ π‘₯4 𝑑π‘₯ (π‘₯ βˆ’ 1)3 𝐼 = ∫ π‘₯4 𝑑π‘₯ (π‘₯ βˆ’ 1)3 = ∫ (𝑒 + 1)4 𝑑𝑒 𝑒3 = ∫ 𝑒4 + 4𝑒3 + 6𝑒2 + 4𝑒 + 1 𝑒3 𝑑𝑒 𝐼 = ∫ 𝑒4 𝑒3 + ∫ 4𝑒3 𝑒3 + ∫ 6𝑒2 𝑒3 + ∫ 4𝑒 𝑒3 + ∫ 1 𝑒3 𝑑𝑒 𝐼 = ∫ 𝑒 + ∫ 4 + ∫ 6 𝑒 + ∫ 4π‘’βˆ’2 + ∫ π‘’βˆ’3 𝑑𝑒 𝐼 = 𝑒2 2 + 4𝑒 + 6 ln|𝑒| βˆ’ 4 𝑒 βˆ’ 1 2𝑒2 + 𝐢 𝐼 = (π‘₯ βˆ’ 1)2 2 + 4(π‘₯ βˆ’ 1) + 6 ln|π‘₯ βˆ’ 1| βˆ’ 4 π‘₯ βˆ’ 1 βˆ’ 1 2(π‘₯ βˆ’ 1)2 + 𝐢 √ π‘₯ = 𝑒 β‡’ π‘₯ = 𝑒2 𝑑π‘₯ = 2𝑒𝑑𝑒 𝑒 = π‘₯ βˆ’ 1 β‡’ π‘₯ = 𝑒 + 1 𝑑𝑒 = 𝑑π‘₯ π‘₯4 = (𝑒 + 1)4 𝑓 = arctan(𝑒) β‡’ 𝑑𝑓 = 𝑑𝑒 𝑒2 + 1 𝑑𝑔 = 2𝑒5 𝑑𝑒 β‡’ 𝑔 = 𝑒6 3
  3. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS 𝑒) ∫ 𝑑π‘₯ 4𝑠𝑒𝑛(π‘₯) βˆ’ 3cos(π‘₯) οƒ˜ Aplicamos sustituciΓ³n universal, para ello recordemos que: { sen(π‘₯) = 2𝑑 1+𝑑2 cos(π‘₯) = 1βˆ’π‘‘2 1+𝑑2 𝑑π‘₯ = 2 1+𝑑2 𝑑𝑑 Entonces: 𝐼 = ∫ 𝑑π‘₯ 4𝑠𝑒𝑛(π‘₯) βˆ’ 3cos(π‘₯) 𝑆𝑒𝑠𝑑.π‘ˆπ‘›π‘–π‘£π‘’π‘Ÿπ‘ π‘Žπ‘™ β†’ ∫ ( 2𝑑 1 + 𝑑2) 4 ( 2𝑑 1 + 𝑑2) βˆ’ 3 ( 1 βˆ’ 𝑑2 1 + 𝑑2) 𝑑𝑑 = ∫ ( 2𝑑 1 + 𝑑2) ( 8𝑑 1 + 𝑑2) βˆ’ ( 3 βˆ’ 3𝑑2 1 + 𝑑2 ) 𝑑𝑑 = ∫ ( 2𝑑 1 + 𝑑2) ( 8𝑑 βˆ’ 3 + 3𝑑2 1 + 𝑑2 ) 𝑑𝑑 𝐼 = ∫ 2 (3𝑑2 + 8𝑑 βˆ’ 3) 𝑑𝑑 β‡’ π‘…π‘’π‘ π‘œπ‘™π‘£π‘’π‘Ÿ π‘π‘œπ‘Ÿ πΌπ‘›π‘‘π‘’π‘”π‘Ÿπ‘Žπ‘™π‘’π‘  π‘π‘Žπ‘Ÿπ‘π‘–π‘Žπ‘™π‘’π‘  𝐼 = ∫ 2 (3𝑑2 + 8𝑑 βˆ’ 3) 𝑑𝑑 = 3 5 ∫ 𝑑𝑑 3𝑑 βˆ’ 1 βˆ’ 1 5 ∫ 𝑑𝑑 𝑑 + 3 = 1 5 𝑙𝑛|3𝑑 βˆ’ 1| βˆ’ 1 5 𝑙𝑛|𝑑 + 3| + 𝑐 𝐼 = ∫ 2 (3𝑑2 + 8𝑑 βˆ’ 3) 𝑑𝑑 = 1 5 𝑙𝑛 |3 tan ( π‘₯ 2 ) βˆ’ 1| βˆ’ 1 5 𝑙𝑛 |tan ( π‘₯ 2 ) + 3| + 𝑐 𝑓) ∫ 𝑒 π‘₯√1 βˆ’ 𝑒2π‘₯ 𝑑π‘₯ 𝐼 = ∫ 𝑒 π‘₯√1 βˆ’ 𝑒2π‘₯ 𝑑π‘₯ = ∫ 𝑒 π‘₯√1 βˆ’ (𝑒 π‘₯)2 𝑑π‘₯ 𝐼 = ∫ 𝑒 π‘₯√1 βˆ’ (𝑒 π‘₯)2 𝑑π‘₯ πΆπ‘Žπ‘šπ‘π‘–π‘œ 𝑑𝑒 π‘£π‘Žπ‘Ÿπ‘–π‘Žπ‘π‘™π‘’ β†’ ∫ √1 βˆ’ 𝑒2 οƒ˜ Hacemos una sustituciΓ³n trigonomΓ©trica: οƒ˜ Tenemos que: 𝐼 = ∫ √1 βˆ’ 𝑒2 𝑆𝑒𝑠𝑑. π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘”π‘œπ‘›π‘œπ‘šπ‘’π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘π‘Ž β†’ ∫ cos(𝑑) cos(𝑑) 𝑑𝑑 = ∫ π‘π‘œπ‘ 2(𝑑) 𝑑𝑑 οƒ˜ Aplicamos la identidad trigonomΓ©trica: οƒ˜ Entonces: 𝐼 = ∫ π‘π‘œπ‘ 2(𝑑) 𝑑𝑑 = 1 2 ∫[cos(2𝑑) + 1] 𝑑𝑑 = 1 2 [ 1 2 𝑠𝑒𝑛(2𝑑) + 𝑑] + 𝐢 = 𝑠𝑒𝑛(2𝑑) 4 + 𝑑 2 + 𝐢 οƒ˜ Ahora, recuerda que: οƒ˜ Por lo tanto: 𝐼 = ∫ π‘π‘œπ‘ 2(𝑑) 𝑑𝑑 = 𝑠𝑒𝑛(𝑑)cos(𝑑) 2 + 𝑑 2 + 𝐢 οƒ˜ Regresamos la sustituciΓ³n trigonomΓ©trica: 𝐼 = ∫ √1 βˆ’ 𝑒2 𝑑𝑒 = π‘’βˆš1 βˆ’ 𝑒2 2 + π‘Žπ‘Ÿπ‘π‘ π‘’π‘›(𝑒) 2 + 𝐢 οƒ˜ Finalmente, regresamos el cambio de variable: ∫ 𝑒 π‘₯√1 βˆ’ 𝑒2π‘₯ 𝑑π‘₯ = 𝑒 π‘₯ √1 βˆ’ 𝑒2π‘₯ 2 + π‘Žπ‘Ÿπ‘π‘ π‘’π‘›(𝑒 π‘₯ ) 2 + 𝐢 𝑒 = 𝑒 π‘₯ β‡’ 𝑑𝑒 = 𝑒 π‘₯ 𝑑π‘₯ { 𝑠𝑒𝑛(𝑑) = 𝑒 β‡’ 𝑑 = π‘Žπ‘Ÿπ‘π‘ π‘’π‘›(𝑒) cos(𝑑) 𝑑𝑑 = 𝑑𝑒 cos(𝑑) = √1 βˆ’ 𝑒2 π‘π‘œπ‘ 2(𝑑) = 1 2 [cos(2𝑑) + 1] 𝑠𝑒𝑛(2𝑑) = 2𝑠𝑒𝑛(𝑑)cos(𝑑)
  4. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS II. Determine si las siguientes integrales impropias son convergentes o divergentes: π‘Ž) ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯ ln(π‘₯) +∞ 𝑒 𝐼 = ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯ ln(π‘₯) +∞ 𝑒 β‡’ lim 𝑏→+∞ ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯ ln(π‘₯) 𝑏 𝑒 β‡’ 𝐼 = lim 𝑏→+∞ ∫ 𝑑𝑒 𝑒 lnb 1 = lim 𝑏→+∞ [ln 𝑒]1 ln b 𝐼 = lim 𝑏→+∞ [ln(ln 𝑏) βˆ’ 1] 𝐼 = +∞ βˆ’ 1 𝑰 = +∞ β‡’βˆ΄ Diverge 𝑏) ∫ 𝑑π‘₯ 16 + π‘₯2 +∞ βˆ’βˆž 𝐼 = ∫ 𝑑π‘₯ 16 + π‘₯2 = ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯2 + 42 = lim 𝑑→0 ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯2 + 42 𝑑 βˆ’π‘‘ +∞ βˆ’βˆž +∞ βˆ’βˆž οƒ˜ Recordar que: οƒ˜ Entonces: 𝐼 = lim 𝑑→0 ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯2 + 42 𝑑 βˆ’π‘‘ = 1 4 lim 𝑑→0 [arctan ( π‘₯ 4 )] βˆ’π‘‘ 𝑑 𝐼 = 1 4 [lim 𝑑→0 arctan ( 𝑑 4 ) βˆ’ arctan (βˆ’ 𝑑 4 )] = 1 4 [lim 𝑑→0 arctan ( 𝑑 4 ) + arctan (βˆ’ 𝑑 4 )] 𝐼 = 1 2 lim 𝑑→0 arctan ( 𝑑 4 ) πΆπ‘Žπ‘šπ‘π‘–π‘œ 𝑑𝑒 π‘£π‘Žπ‘Ÿπ‘–π‘Žπ‘π‘™π‘’ β†’ { 𝑒 = 𝑑 4 𝑆𝑖 𝑑 β†’ ∞ β‡’ 𝑒 β†’ ∞ οƒ˜ Entonces, nos queda lo siguiente: 𝑰 = 𝟏 𝟐 π₯𝐒𝐦 π’–β†’βˆž 𝐚𝐫𝐜𝐭𝐚𝐧( 𝒖) = 𝟏 𝟐 βˆ— 𝝅 𝟐 = 𝝅 πŸ’ β‡’ ∴ πΆπ‘œπ‘›π‘£π‘’π‘Ÿπ‘”π‘’ 𝑒 = ln( π‘₯) β‡’ 𝑑𝑒 = 𝑑π‘₯ π‘₯ 𝑆𝑖 π‘₯ = 𝑒 β‡’ 𝑒 = ln( 𝑒) = 1 𝑆𝑖 π‘₯ = 𝑏 β‡’ 𝑒 = ln( 𝑏) ∫ 𝑑π‘₯ π‘₯2 + π‘Ž2 = 1 π‘Žarctan( π‘₯ π‘Ž) + 𝑐
  5. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS 𝐴 = 2𝑦𝑧 2 = 𝑦𝑧 [2𝑦]2 = 𝑦2 + 𝑧2 β‡’ 𝑧2 = 4𝑦2 βˆ’ 𝑦2 β‹― β‹― β‡’ 𝑧2 = 3𝑦2 β‡’ 𝑧 = √3𝑦 𝐴 = 𝑦 √3 4 𝑦 β‡’ ∴ 𝐴 = √3 4 𝑦2 III. La base de un sΓ³lido estΓ‘ acotada por las curvas 𝑦 = π‘₯ + 1, 𝑦 = π‘₯2 βˆ’ 1. Calcule el volumen del sΓ³lido, si las secciones transversales perpendiculares al eje x son triΓ‘ngulos equilΓ‘teros con uno de sus lados sobre la base del sΓ³lido. οƒ˜ GrΓ‘ficamente: οƒ˜ Hallar los puntos de corte, igualando ambas funciones π‘₯ + 1 = π‘₯2 βˆ’ 1 π‘₯2 βˆ’ 1 βˆ’ π‘₯ βˆ’ 1 = 0 π‘₯2 βˆ’ π‘₯ βˆ’ 2 = 0 β‡’ ( π‘₯ + 1)( π‘₯ βˆ’ 2) = { π‘₯ + 1 = 0 β‡’ π‘₯ = βˆ’1 π‘₯ βˆ’ 2 = 0 β‡’ π‘₯ = 2 οƒ˜ Luego, Encontrar el Γ‘rea de un triΓ‘ngulo equilΓ‘tero: οƒ˜ Luego, la funciΓ³n del Γ‘rea encerrada es: 𝑦 = [𝑓(π‘₯) βˆ’ 𝑔(π‘₯)] 𝑦 = π‘₯ + 1 βˆ’ π‘₯2 + 1 β‡’ 𝑦 = π‘₯ βˆ’ π‘₯2 + 2
  6. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS οƒ˜ Entonces: 𝑉 = ∫ 𝐴(π‘₯)𝑑π‘₯ β‡’ ∫ √3 4 𝑦2 𝑑π‘₯ = ∫ √3 4 (π‘₯ βˆ’ π‘₯2 + 2)2 𝑑π‘₯ = ∫ √3 4 [βˆ’(π‘₯ βˆ’ π‘₯2 βˆ’ 2)]2 𝑑π‘₯ 𝑏 π‘Ž 𝑏 π‘Ž 𝑏 π‘Ž 𝑏 π‘Ž 𝑉 = ∫ √3 4 [βˆ’{(π‘₯ βˆ’ 2)(π‘₯ + 1)}]2 𝑑π‘₯ = ∫ √3 4 (π‘₯ βˆ’ 2)2(π‘₯ + 1)2 𝑑π‘₯ = ∫ √3 4 (π‘₯2 βˆ’ 4π‘₯ + 4)(π‘₯2 + 2π‘₯ + 1)𝑑π‘₯ 𝑏 π‘Ž 𝑏 π‘Ž 𝑏 π‘Ž 𝑉 = ∫ √3 4 (π‘₯4 βˆ’ 4π‘₯3 + 4π‘₯2 + 2π‘₯3 βˆ’ 8π‘₯2 + 8π‘₯ + π‘₯2 βˆ’ 4π‘₯ + 4)𝑑π‘₯ 𝑏 π‘Ž 𝑉 = ∫ √3 4 (π‘₯4 βˆ’ 2π‘₯3 βˆ’ 3π‘₯2 + 4π‘₯ + 4)𝑑π‘₯ 𝑏 π‘Ž Pero, π‘Ž = βˆ’1 ∧ 𝑏 = 2 𝑉 = ∫ √3 4 (π‘₯4 βˆ’ 2π‘₯3 βˆ’ 3π‘₯2 + 4π‘₯ + 4)𝑑π‘₯ 2 βˆ’1 𝑉 = √3 4 [ π‘₯5 5 βˆ’ π‘₯4 2 βˆ’ π‘₯3 + 2π‘₯2 + 4π‘₯] βˆ’1 2 𝑉 = { √3 4 [ (2)5 5 βˆ’ (2)4 2 βˆ’ (2)3 + 2(2)2 + 4(2)]} βˆ’ { √3 4 [ (βˆ’1)5 5 βˆ’ (βˆ’1)4 2 βˆ’ (βˆ’1)3 + 2(βˆ’1)2 + 4(βˆ’1)]} 𝑉 = { √3 4 [ 32 5 βˆ’ 16 2 βˆ’ 8 + 2(4) + 4(2)]} βˆ’ { √3 4 [βˆ’ 1 5 βˆ’ 1 2 + 1 + 2(1) + 4(βˆ’1)]} 𝑉 = { √3 4 [ 32 5 βˆ’ 8 βˆ’ 8 + 8 + 8]} βˆ’ { √3 4 [βˆ’ 1 5 βˆ’ 1 2 + 1 + 2 βˆ’ 4]} 𝑉 = √3 4 [ 32 5 ] βˆ’ { √3 4 [βˆ’ 1 5 βˆ’ 1 2 + 1 + 2 βˆ’ 4]} 𝑉 = √3 4 [ 32 5 ] βˆ’ { √3 4 [βˆ’ 1 5 βˆ’ 1 2 βˆ’ 1]} 𝑉 = √3 4 [ 32 5 ] + √3 4 [ 17 10 ] 𝑽 = πŸ–πŸβˆšπŸ‘ πŸ’πŸŽ β‰ˆ πŸ‘. πŸ“πŸŽ 𝒖 πŸ‘ IV. La regiΓ³n limitada por 𝑦 = π‘₯2 , 𝑦 = 0, π‘₯ = 0, 𝑦 = 4, se hace girar alrededor del eje y, halle el valor de y en el intervalo [0,4] que divide el sΓ³lido de revoluciΓ³n en dos partes de igual volumen. οƒ˜ Suponemos que el valor de 𝑦 divide el volumen en dos partes: 𝑦 = 𝑏𝑦 = 𝑏. Entonces los volΓΊmenes serΓ‘n: ∴ 𝑉1 = πœ‹ ∫ (√ 𝑦) 2 𝑑𝑦 𝑏 0 ∴ 𝑉2 = πœ‹ ∫ (√ 𝑦) 2 𝑑𝑦 4 𝑏 οƒ˜ ObservaciΓ³n: El mΓ©todo implementado es el mΓ©todo de disco. Y, por lo tanto, se integrada con respecto a 𝑦.
  7. EJERCICIOS VARIOS CALCULO II Elaborado por: CARLOS AVILES GALEAS οƒ˜ La ecuaciΓ³n π’š = 𝒙 𝟐 la necesitamos en tΓ©rminos de 𝑦. Entonces al despejar π‘₯ queda: π’š = 𝒙 𝟐 β‡’ 𝒙 = √ π’š οƒ˜ Resolver las integrales planteadas: ∴ 𝑉1 = πœ‹ ∫ (√ 𝑦) 2 𝑑𝑦 = πœ‹ ∫ 𝑦𝑑𝑦 = πœ‹ 1 2 𝑏 0 𝑏 0 𝑦2|0 𝑏 = πœ‹ 1 2 𝑏2 ∴ 𝑉2 = πœ‹ ∫ (√ 𝑦) 2 𝑑𝑦 = πœ‹ ∫ 𝑦𝑑𝑦 = πœ‹ 1 2 4 𝑏 4 𝑏 𝑦2|4 𝑏 = πœ‹ 1 2 42 βˆ’ 1 2 𝑏2 β‡’ πœ‹ (8 βˆ’ 1 2 𝑏2 ) οƒ˜ Y como necesitamos que el volumen total sea dividido en dos partes iguales esto es lo mismo que decir que necesitamos que 𝑉1 = 𝑉2 por ende tenemos la ecuaciΓ³n: πœ‹ 1 2 𝑏2 = πœ‹ (8 βˆ’ 1 2 𝑏2 ) πœ‹ 1 2 𝑏2 πœ‹ = πœ‹ (8 βˆ’ 1 2 𝑏2 ) πœ‹ = 1 2 𝑏2 = 8 βˆ’ 1 2 𝑏2 β‹― β‹― 2 ( 1 2 𝑏2 ) = 2 (8 βˆ’ 1 2 𝑏2 ) β‡’ 𝑏2 = 16 βˆ’ 𝑏2 β‹― β‡’ 𝑏2 + 𝑏2 = 16 β‡’ 2𝑏2 = 16 β‹― β‹― 𝑏2 = 16 2 β‡’ 𝑏2 = 8 β‡’ βˆšπ‘ = √8 β‡’ 𝒃 = 𝟐√𝟐 β‰ˆ 𝟐. πŸ–πŸ‘ 𝒖 πŸ‘ V. Halle el volumen del solido de revoluciΓ³n, obtenido al rotar sobre el eje x, la regiΓ³n limitada por la parΓ‘bola 𝑦 = π‘₯2 y las rectas 𝑦 = π‘₯ 2 , π‘₯ = 1, π‘₯ = 2. 𝑉 = πœ‹ ∫ [( π‘₯2)2 βˆ’ ( π‘₯ 2 ) 2 ] 𝑑π‘₯ 2 1 𝑉 = πœ‹ ∫ [π‘₯4 βˆ’ π‘₯2 4 ] 𝑑π‘₯ 2 1 𝑉 = πœ‹ [ π‘₯5 5 βˆ’ π‘₯3 12 ] 1 2 𝑉 = πœ‹ [ 32 5 βˆ’ 2 3 βˆ’ 1 5 + 1 12 ] 𝑉 = πœ‹ [ 31 5 βˆ’ 7 12 ] β‡’ πœ‹ [ 337 60 ] 𝑽 = πŸ‘πŸ‘πŸ• πŸ”πŸŽ 𝝅
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