APLICACIONES DE LAS INTEGRALES
CRISTIAN LEONARDO MEJÍA JIMÉNEZ
WILLIAN ANDRES MORENO FRANCO
GLORIA CLEMENCIA SALAZAR
JENNY CAROLINA LANDINO
GRUPO: 100411_398
CALCULO INTEGRAL
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
NOVIEMBRE 2020
DESARROLLO DE LOS EJERCICIOS A :CRISTIAN LEONARDO MEJÍA
JIMÉNEZ
Tipo de ejercicios 1 – Análisis de gráficas
a. Calcular el área de la región comprendida entre las curvas 𝑓(𝑥) = 𝑥 −
1
2
y 𝑔(𝑥) = 2𝑥2
−
7
2
Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra.
𝐴 = ∫ [𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥)]𝑑𝑥
𝑏
𝑎
𝑓(𝑥) = 𝑥 −
1
2
; 𝑔(𝑥) = 2𝑥2
−
7
2
Igualamos las funciones
𝑥 −
1
2
= 2𝑥2
−
7
2
Igualamos a 0
𝑥 − 2𝑥2
−
7
2
+
1
2
= 0
Operamos
−2𝑥2
+ 𝑥 − 3 = 0
Multiplicamos x2
−4𝑥2
+ 𝑥(2) − 6 = 0
Dividimos entre 2
(𝑥 − 3)(𝑥 + 2)
2
= 0
𝑥 −
3
2
= 0; 𝑥 + 1 = 0
𝑥 =
3
2
; 𝑥 = −1
𝐴 = ∫ [𝑥 −
1
2
− (2𝑥2
−
7
2
)]𝑑𝑥
3
2
−1
𝑨 =
𝟏𝟐𝟓
𝟐𝟒
= 𝟓.𝟐𝟏
2. Tipo de ejercicios 2 – Sólidos de revolución
a. Determine el volumen del sólido formado al girar la región acotada por la gráfica de 𝑦 =
𝑥2
− 6𝑥 alrededor del eje 𝑥 en el intervalo 0 ≤ 𝑥 ≤ 6. Representar en Geogebra la región a
rotar y anexar un pantallazo del solido de revolución generado
𝑉 = ∫ 𝜋 𝑓(𝑥)2
𝑑𝑥
𝑏
𝑎
Se gráfica en Geogebra
Resolvemos
𝑉 = ∫ 𝜋 𝑓(𝑥)2
𝑑𝑥
𝑏
𝑎
𝑉 = 𝜋 ∫ (𝑥2
− 6𝑥)𝑑𝑥
6
0
𝑉 = 𝜋 ∫ 𝑥4
− 12𝑥3
6
0
+ 36𝑥2
𝑑𝑥
Aplicamos la regla de la suma
𝑉 = 𝜋 ∫ 𝑥4
𝑑𝑥 − ∫ 12𝑥3
𝑑𝑥 + ∫ 36 𝑥2
𝑑𝑥
6
0
6
0
6
0
Resolvemos cada integral
∫ 𝑥4
𝑑𝑥 =
7776
5
6
0
∫ 12𝑥3
𝑑𝑥 = 3888
6
0
∫ 36𝑥2
= 2592
6
0
𝑉 = 𝜋(
7776
5
− 3888 + 2592
𝑽 = 𝝅
𝟏𝟐𝟗𝟔
𝟓
= 𝟖𝟏𝟒,𝟑𝟎𝟎𝟖
Tipo de ejercicios 3 –Aplicaciones de las integrales en las ciencias
En un estudio económico la función demanda y oferta es como aparecen: 𝐷(𝑥) =
(𝑥 + 3)2
𝑦 𝑆(𝑥) = 𝑥2
+ 𝑥 + 4 calcular el excedente del productor en el punto de equilibrio.
𝐷(𝑥) = (𝑥 + 3)2
𝑆(𝑥) = 𝑥2
+ 𝑥 + 4
Operamos
(𝑥 + 3)2
= 𝑥2
+ 𝑥 + 4
𝑥2
+ 6𝑥 + 9 = 𝑥2
+ 𝑥 + 4
Igualamos a 0
𝑥2
+ 𝑥2
+ 6𝑥 − 𝑥 + 9 − 4 = 0
5𝑥 − 5 = 0
𝑥 =
5
5
𝑥 = 𝟏 La nombramos “q”
Reemplazamos en la formula
𝐷(𝑥) = (1 + 3)2
𝐷(𝑥) = 42
𝐷(𝑥) = 𝟏𝟔 La nombramos “p”
𝑆(𝑥) = 𝑥2
+ 𝑥 + 4
𝑆(𝑥) = 12
+ 1 + 4
𝑆(𝑥) = 𝟔
Formula del excedente del producto
𝐸𝑃 = 𝑝. 𝑞 − ∫ 𝑆(𝑥)𝑑𝑥
𝑞
0
𝐸𝑃 = (16)(1)− ∫ 6 𝑑𝑥
1
0
𝐸𝑃 = 16 − ∫ 6 𝑑𝑥
1
0
𝐸𝑃 = 16 − 6 = 10
Tipo de ejercicios 4 –Aplicaciones de las integrales en general.
La función de Costo Marginal de fabricar un producto es 𝐶𝑀=12𝑥2
−50𝑥, donde 𝑥 representa
el número de unidades fabricadas. Si se conoce que el costo total es de $150.000 cuando se
fabrican 15 unidades.
- Obtener el valor de la constante
𝐶𝑀 = 12𝑥2
− 50𝑥
𝑥 = 15
𝐶𝑇 = 150.000
Operamos
𝐶 = ∫ (12𝑥2
− 50𝑥)𝑑𝑥
15
0
𝐶 = ∫ (12𝑥2)𝑑𝑥 − ∫ (50𝑥)𝑑𝑥
15
0
15
0
Resolvemos las integrales
∫ (12𝑥2)𝑑𝑥 = 13.500
15
0
∫ (50𝑥)𝑑𝑥 = 5.625
15
0
𝐶 = 13.500 − 5625
𝑪 = 𝟕.𝟖𝟕𝟓
DESARROLLO DE LOS EJERCICIOS B : WILLIAN ANDRES MORENO FRANCO
Tipo de ejercicios 1 – Análisis de gráficas.
Determinar el área de la región limitada por las curvas 𝑓(𝑥) = −3𝑥 y 𝑔(𝑥) = 𝑥3
− 12𝑥
Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra.
𝐴 = ∫ [𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥)]
𝑏
𝑎
𝑑𝑥
Solución:
Hallemos primero los puntos de corte igualando las funciones:
−3𝑥 = 𝑥3
− 12𝑥
𝑥3
− 9𝑥 = 0
𝑥(𝑥2
− 9) = 0
𝑥(𝑥 + 3)(𝑥 − 3) = 0
Luego
𝑥 = 0
𝑥 = −3
𝑥 = 3
𝐴1 = ∫ [𝑥3
− 12𝑥 + 3𝑥]
0
−3
𝑑𝑥 = ∫ [𝑥3
− 9𝑥]
0
−3
𝑑𝑥 = (
𝑥4
4
−
9𝑥2
2
)
0
−3
= − (
(−3)4
4
−
9(−3)2
2
) = 20.25
𝐴2 = ∫ [−3𝑥 − 𝑥3
+ 12𝑥]
3
0
𝑑𝑥 = ∫ [−𝑥3
+ 9𝑥]
3
0
𝑑𝑥 = (−
𝑥4
4
+
9𝑥2
2
)
3
0
= (−
(3)4
4
+
9(3)2
2
) = 20.25
Por tanto, el área total es 𝐴1 + 𝐴2 = 20.25 + 20.25 = 40.5
Tipo de ejercicios 2 – Sólidos de revolución.
Sea R la región limitada por 𝑔(𝑥) = √10 − 𝑥, ℎ(𝑥) = √9𝑥 y la recta 𝑦 = 0.
Determine el volumen del sólido cuando R se hace girar alrededor del eje 𝑦. Representar en
GeoGebra las regiones a rotar y anexar un pantallazo. 𝑉 = ∫ 𝜋[𝑅(𝑦)2
− 𝑟(𝑦)2
]
𝑏
𝑎
𝑑𝑦
Hallamos los puntos de corte entre las dos funciones:
√10 − 𝑥 = √9𝑥
10 − 𝑥 = 9𝑥
10 = 9𝑥 + 𝑥
10 = 10𝑥
1 = 𝑥
ℎ(1) = √9(1) = 3
Luego el punto de intersección es (1,3), luego bajo el método 𝑉 = ∫ 𝜋[𝑅(𝑦)2
−
𝑏
𝑎
𝑟(𝑦)2
]𝑑𝑦, se integrará de 𝑎 = 0, 𝑏 = 3 sobre el eje 𝑦. Luego 𝑅(𝑦) = 10 − 𝑦2
y 𝑟(𝑥) =
𝑦
9
2
, luego la integral queda de la siguiente manera:
𝑉 = ∫ 𝜋 [(10 − 𝑦2)2
− (
𝑦
9
2
)
2
]
3
0
𝑑𝑦
= ∫ 𝜋 [𝑦4
− 20𝑦2
+ 100 −
𝑦
81
4
]
3
0
𝑑𝑦
= 𝜋 [
𝑦5
5
−
20
3
∗ 𝑦3
−
1
81
∗
𝑦5
5
+ 100 ∗ 𝑦]
3
0
= 𝜋 [
35
5
−
20
3
∗ 33
−
1
81
∗
35
5
+ 100 ∗ (3)] = 168𝜋 ≈ 527.79
Luego el volumen es aproximadamente 527.79 𝑢3
Tipo de ejercicios 3 –Aplicaciones de las integrales en las ciencias.
Si una fuerza de 45 kg alarga un resorte 9 cm.
Determine el trabajo que se requiere para alargar el resorte 6 cm más.
Como 𝐹 = 𝑘𝑥 y 𝑥 = 0.09 𝑚 cuando 𝐹 = 45 𝑘𝑔entonces 𝑘 =
45
0.09
= 500
El trabajo requerido para alargar 6 𝑐𝑚 más (es decir 15 𝑐𝑚 ) está dado por:
𝑊 = ∫ 500𝑥
0.15
0.09
𝑑𝑥
𝑊 = (250𝑥2
)
0.15
0.09
𝑊 = 250(0.152
− 0.092) = 3.6 𝑘𝑔𝑚
Tipo de ejercicios 4 –Aplicaciones de las integrales en general.
Un móvil se mueve sobre una línea recta y parte del punto 𝑥 =
3
2
con una velocidad de 6
𝑚
𝑠
y aceleración variable según (4𝑡 −
2
3
)
𝑚
𝑠2
- ¿Cuál es su posición cuando 𝑡 = 3 𝑠?
Hallamos la función velocidad a partir de la función aceleración:
𝑣(𝑡) = ∫ (4𝑡 −
2
3
)𝑑𝑡 = 2𝑡2
−
2
3
𝑡 + 𝐶
𝑣(0) = 2 ∗ (0)2
−
2
3
0 + 𝐶 = 6
𝐶 = 6
𝑣(𝑡) = 2𝑡2
−
2
3
𝑡 + 6
Luego hallamos la función posición a partir de la función velocidad:
𝑥(𝑡) = ∫ (2𝑡2
−
2
3
𝑡 + 6) 𝑑𝑡 =
2
3
𝑡3
−
1
3
𝑡2
+ 6𝑡 + 𝐶
𝑥(0) =
2
3
03
−
1
3
02
+ 6(0) + 𝐶 =
3
2
𝐶 =
3
2
𝑥(𝑡) =
2
3
𝑡3
−
1
3
𝑡2
+ 6𝑡 +
3
2
Por último, hallamos la posición en el tiempo 𝑡 = 3 𝑠
𝑥(3) =
2
3
33
−
1
3
32
+ 6 ∗ 3 +
3
2
=
69
2
Luego la posición del móvil cuando 𝑡 = 3 𝑠 es
69
2
𝑚.
DESARROLLO DE LOS EJERCICIOS C : JENNY CAROLINA LANDINO
Tipo de ejercicios 1 – Análisis de gráficas.
Determinar el área de la región limitada por las curvas
𝑓(𝑦) = 2 + 4𝑦 y 𝑔(𝑦) = 2𝑦 ^2 + 4𝑦 − 30
Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra. Nótese que 𝑥
= 𝑓(𝑦) o 𝑥 = 𝑔(𝑦)
𝑨 = ∫ [𝒇(𝒚) − 𝒈(𝒚)]𝒅𝒚
𝒅
𝒄
𝑓(𝑦) = 2 + 4𝑦
𝑔(𝑦) = 2𝑦2
+ 4𝑦 − 30
Hallamos los puntos de intersección
𝑓(𝑦) = 𝑔(𝑦)
Igualamos
2 + 4𝑦 = 2𝑦2
+ 4𝑦 − 30
−2𝑦2
+ 4𝑦 + 2 = 4𝑦 − 30
−2𝑦2
+ 2 = −30
−2𝑦2
= −32
𝑦2
= 16
𝑦 = ±√16
𝒚 = 𝟒 𝒚 = −𝟒
𝑨 = ∫ [𝒇(𝒚) − 𝒈(𝒚)]𝒅𝒚
𝒅
𝒄
Reemplazamos
𝑨 = ∫ [(𝟐 + 𝟒𝒚) − (𝟐𝒚𝟐
+ 𝟒𝒚 − 𝟑𝟎)]𝒅𝒚
𝟒
−𝟒
𝑨 = ∫ [−2𝑦2
+ 32)]𝑑𝑦
4
−4
∫ [−2𝑦2]𝑑𝑦
4
−4
+ ∫ [32 ]𝑑𝑦
4
−4
= −
256
3
+ 256
=
𝟓𝟏𝟐
𝟑
≈ 𝟏𝟕𝟎.𝟔𝟔𝟕
Tipo de ejercicios 2 – Sólidos de revolución.
c. Encontrar el volumen del solido en revolución que se genera al hacer girar
alrededor del eje 𝑥 la región encerrada entre las curvas 𝑦=𝑥−𝑥2 y 𝑦=0.
𝑽 = 𝝅∫ [𝒇(𝒙)]𝟐
𝒅𝒙
𝒃
𝒂
𝑦 = 𝑥 − 𝑥2
𝑦 = 0
𝑽 = 𝝅 ∫ [𝒙 − 𝒙𝟐]𝟐
𝒅𝒙
𝟏
𝟎
𝑽 = 𝝅 ∫ 𝒙𝟐
− 𝟐𝒙𝟑
+ 𝒙𝟒
𝒅𝒙
𝟏
𝟎
𝑽 = 𝝅 [
𝒙𝟓
𝟓
−
𝒙𝟒
𝟐
+
𝒙𝟑
𝟑
)]
𝟎
𝟏
𝑽 = 𝝅 [
𝟏𝟓
𝟓
−
𝟏𝟒
𝟐
+
𝟏𝟑
𝟑
] − 𝟎
𝑽 = 𝝅 ∗
𝟏
𝟑𝟎
𝑽 = 𝟎.𝟏
Tipo de ejercicios 3 –Aplicaciones de las integrales en las ciencias.
Dada la función marginal 𝑅′(𝑥)=750𝑥−3𝑥2, con 𝑅(0)=0
- Determine el ingreso total para la venta de 100 unidades
𝑅′(x) = 750x − 3𝑥2
𝑅 = (0)
𝑅′(x)
𝑑𝑥
= 750𝑥 − 3𝑥2
∫ 𝑅′(x) = ∫750x − 3𝑥2
𝑑𝑥
𝑅′(x) =
750𝑥2
2
−
3𝑥3
3
+ 𝐶
𝑅(𝑥) = 350𝑥2
− 𝑥3
+ 𝑐
𝑅(0) = 350 ∗ 02
− 03
+ 𝐶
𝑅(0) = 0
Luego C=0
𝑅(𝑥) = 350𝑥2
− 𝑥3
𝑅(100) = 350(100)2
− (100)3
𝑹(𝟏𝟎𝟎) = 𝟐. 𝟓𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟎
Tipo de ejercicios 4 –Aplicaciones de las integrales en general.
Se sabe que la función de posición de un objeto que se mueve sobre una recta de
coordenadas es 𝑠(𝑡)=3𝑡2−6𝑡, donde s se mide en metros y t en segundos.
- ¿Qué distancia se ha recorrido en el intervalo de tiempo [0, 14]?
𝑠(𝑡) = 3𝑡2
− 6𝑡
𝑣(𝑡) =
𝑑𝑠
𝑑𝑡
= 6𝑡 − 6
𝑑𝑠
𝑑𝑡
= 6𝑡 − 6
𝑑𝑠 = (6𝑡 − 6)𝑑𝑡
∫𝑑𝑠 = ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡
14
0
𝑠 = ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡
14
0
𝑠 = ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡
14
0
= 𝑠 = ∫ |6𝑡 − 6|𝑑𝑡 + ∫ |6𝑡 − 6|𝑑𝑡
14
1
1
0
𝑠 = ∫ −(6𝑡 − 6)𝑑𝑡 +
1
0
∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡
14
1
𝑠 = −3𝑡2
+ 6𝑡)0
1
+ 3𝑡2
− 6𝑡)1
14
𝑠 = −3(1)2
+ 6(1) + 3(14)2
− 6(14) − [3(1)2
− 6(1)]
𝑠 = 3 + 504 − (−3)
𝒔 = 𝟓𝟏𝟎 𝒎
DESARROLLO DE LOS EJERCICIOS C : GLORIA CLEMENCIA SALAZAR
Tipo de ejercicios 1 – Ejercicio D. Análisis de gráficas.
Calcular el área de la región comprendida entre las curvas 𝑓(𝑥)=4𝑥3−9𝑥2−21𝑥+43 y
𝑔(𝑥)=3𝑥2−5𝑥−5
Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra.
𝐀 = ∫ [𝒇(𝒙)− 𝒈(𝒙)]
𝒃
𝒂
𝒅𝒙
𝑓(𝑥) = 4𝑥3
− 9𝑥2
− 21𝑥 + 43 𝑔(𝑥) = 3𝑥2
− 5𝑥 − 5
𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥)
4𝑥3
− 9𝑥2
− 21𝑥 + 43 = 3𝑥2
− 5𝑥 − 5
4𝑥3
− 9𝑥2
− 21𝑥 + 43 − 3𝑥2
+ 5𝑥 + 5 = 0
4𝑥3
− 12𝑥2
− 16𝑥 + 48 = 0
(4𝑥3
− 12𝑥2
) − (16𝑥 − 48) = 0
4𝑥2
(𝑥 − 3) − 16(𝑥 − 3) = 0
(4𝑥2
− 16)(𝑥 − 3) = 0
(2𝑥 − 4)(2𝑥 + 4)(𝑥 − 3) = 0
2𝑥 − 4 = 0 2𝑥 + 4 = 0 𝑥 − 3 = 0
2𝑥 = 4 2𝑥 = −4 𝑥 = 3
𝑥 =
4
2
𝑥 = −
4
2
𝑥 = 3
𝑥 = 2 𝑥 = −2
A = ∫ [ 4𝑥3
− 9𝑥2
− 21𝑥 + 43 − ( 3𝑥2
− 5𝑥 − 5) ]
2
−2
4𝑥
+ ∫ ⌈3𝑥2
− 5𝑥 − 5 − (4𝑥3
− 9𝑥2
− 21𝑥 + 43)⌉
3
2
A = ∫ [ 4𝑥3
− 9𝑥2
− 21𝑥 + 43 − 3𝑥2
+ 5𝑥 + 5 ]
2
−2
4𝑥
+ ∫ ⌈3𝑥2
− 5𝑥 − 5 − 4𝑥3
+ 9𝑥2
+ 21𝑥 − 43)⌉
3
2
A = ∫ [ 4𝑥3
− 12𝑥2
− 16𝑥 + 48 ]
2
−2
4𝑥 + ∫ ⌈−4𝑥3
+ 12𝑥2
+ 16𝑥 − 48⌉𝑑𝑥
3
2
A = [ 𝑥4
− 4𝑥3
− 8𝑥2
+ 48𝑥 ]−2
2
+ [− 𝑥4
+ 4𝑥3
+ 8𝑥2
− 48𝑥 ]2
3
A = [ 24
− 4(2)3
− 8(2)2
+ 48(2)− (−24
− 4(−2)3
− 8(−2)2
+ 48(−2) ]
+ ⌈−34
+ 4(33) + 8(3)2
− 48(3)− (−24
+ 4(2)3
+ 8(2)2
− 48(2)⌉
𝐴 = [16 − 32 − 32 + 96 − (16 + 32 − 32 − 96)]
+ [−81+ 108 + 72 − 144 − (−16 + 32 + 32 − 96)]
𝐴 = [128]+ [3]
𝐴 = 131 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝐶𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠
Tipo de ejercicios 2 – Ejercicio D. Sólidos de revolución
Determinar el volumen del solido en revolución que se genera al hacer girar alrededor del
eje 𝑦 la región encerrada entre las curvas 𝑥=√5𝑦 , 𝑥=0, 𝑦=−1 y 𝑦=1.
𝑥 = √5y 𝑥2
= 5𝑦
𝑥2
5
= 𝑦
𝑣 = ∫ 𝜋[𝑅(𝑥) − 𝑟(𝑥)2]
𝑏
𝑎
𝑑𝑥
𝑣 = ∫ 𝜋 [(
𝑥2
5
)
2
− (0)2
]
1
−1
𝑑𝑥
𝑣 = ∫ 𝜋 [
𝑥4
25
]
1
−1
𝑑𝑥
𝑣 =
𝜋
25
∫ 𝑥4
𝑑𝑥
1
−1
𝑣 =
𝜋
25
⌈
𝑥5
5
⌉
−1
1
𝑣 =
1
25
𝜋 [
1
5
+
1
5
]
𝑣 =
1
25
𝜋 [
2
5
]
𝑣 =
2
125
𝜋 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑢𝑏𝑖𝑐𝑎𝑠
Tipo de ejercicios 3 –Ejercicio D. Aplicaciones de las integrales en las ciencias.
d. Dada la expresión (𝑦+2)2=3𝑥3 .
- Determine su longitud de 𝑥=0 a 𝑥=4
(𝑦 + 2)2
= 3𝑥3
𝑦 + 2 = √3𝑥3
𝑦 = √3𝑥3 − 2
𝑦−1
=
1
2√3𝑥3
. 9𝑥2
𝑦−1
=
9𝑥2
2√3𝑥3
𝐿 = ∫ √1 + [
9𝑥2
2√3𝑥3
]
2
𝑑𝑥
4
0
𝐿 = ∫ √1 +
81𝑥4
4(3𝑥3)
4
0
𝑑𝑥
𝐿 = ∫ √1 +
27𝑥
4
4
0
𝑑𝑥
𝑢 = 1 +
27𝑥
4
𝑑𝑢 =
27
4
𝑑𝑥
𝐿 =
4
27
∫ √𝑢
4
0
𝑑𝑢
𝐿 =
4
27
∫ 𝑢
1
2 𝑑𝑢
4
0
𝐿 =
4
27
[
𝑢
3
2
3
2
]
0
4
𝐿 =
8
81
[𝑢
3
2]
0
4
𝐿 =
8
81
[(1 +
3
4
𝑥)
3
2
]
0
4
𝐿 =
8
81
{[(1+
27
4
(4))
3
2
− [(1 +
27
4
(0))]
3
2
]}
𝐿 =
8
81
{(28)
3
2 − 1}
𝑳 = 𝟏𝟒,𝟓𝟑 𝒖𝒏𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆𝒔 𝒍𝒊𝒏𝒆𝒂𝒍𝒆𝒔
Tipo de ejercicios 4 –Ejercicio D. Aplicaciones de las integrales en general
d. Una varilla de longitud 35 cm tiene una densidad lineal que varía proporcionalmente al
cuadrado de su distancia a uno de los extremos.
- Si la densidad en el extremo más pesado es de 4900 g/cm, halle su masa total y el centro
de masa.
Densidad lineal 𝛿1(𝑥)=𝑅𝑥2 𝑚=∫𝛿1(𝑥)𝑑𝑥𝐿0
El centro de masa está dado por: 𝑥̅=∫𝑥.𝛿1(𝑥)𝑑𝑥𝐿0∫𝛿1(𝑥)𝑑𝑥
𝛿1(𝑥) = 𝑅𝑥2
𝑚 = ∫ 𝛿1(𝑥)𝑑𝑥
𝑙
0
𝑥 = 35
4900 = 𝑅(35)2
4900 = 1225𝑅
4900
1225
= 𝑅
4 = 𝑅
𝛿1(𝑥) = 4𝑥2
Centro de Masa
𝑥̅ =
∫ 4𝑥3
𝑑𝑥
35
0
∫ 4𝑥2𝑑𝑥
35
0
=
[𝑥4]0
35
[
4
3
𝑥3]
0
35
=
105
4
𝑐𝑚 = 26,25
Masa Total
𝑀𝑡 = ∫ 4𝑥2
𝑑𝑥
35
0
𝑀𝑡 = [
4
3
𝑥3
]
0
35
𝑀𝑡 = [
4
3
(35)3
]
𝑴𝒕 = 𝟓𝟕𝟏𝟔𝟔,𝟕 𝒌𝒈
TABLA LINKS VIDEOS EXPLICATIVOS.
Nombre Estudiante Ejercicios
sustentados
Link video explicativo
Willian Andrés Moreno Franco 2 https://youtu.be/7S3pabl0o
UQ
Cristian Leonardo Mejía Jiménez 1 https://drive.google.com/file
/d/1x14NuQoH09poGVCQ
d_FtqIBH6jeEnsv7/view?us
p=sharing
100411A_764_Unidad3.docx

100411A_764_Unidad3.docx

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    APLICACIONES DE LASINTEGRALES CRISTIAN LEONARDO MEJÍA JIMÉNEZ WILLIAN ANDRES MORENO FRANCO GLORIA CLEMENCIA SALAZAR JENNY CAROLINA LANDINO GRUPO: 100411_398 CALCULO INTEGRAL UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA NOVIEMBRE 2020
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    DESARROLLO DE LOSEJERCICIOS A :CRISTIAN LEONARDO MEJÍA JIMÉNEZ Tipo de ejercicios 1 – Análisis de gráficas a. Calcular el área de la región comprendida entre las curvas 𝑓(𝑥) = 𝑥 − 1 2 y 𝑔(𝑥) = 2𝑥2 − 7 2 Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra. 𝐴 = ∫ [𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥)]𝑑𝑥 𝑏 𝑎 𝑓(𝑥) = 𝑥 − 1 2 ; 𝑔(𝑥) = 2𝑥2 − 7 2 Igualamos las funciones 𝑥 − 1 2 = 2𝑥2 − 7 2 Igualamos a 0 𝑥 − 2𝑥2 − 7 2 + 1 2 = 0 Operamos −2𝑥2 + 𝑥 − 3 = 0 Multiplicamos x2 −4𝑥2 + 𝑥(2) − 6 = 0 Dividimos entre 2 (𝑥 − 3)(𝑥 + 2) 2 = 0 𝑥 − 3 2 = 0; 𝑥 + 1 = 0 𝑥 = 3 2 ; 𝑥 = −1
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    𝐴 = ∫[𝑥 − 1 2 − (2𝑥2 − 7 2 )]𝑑𝑥 3 2 −1 𝑨 = 𝟏𝟐𝟓 𝟐𝟒 = 𝟓.𝟐𝟏 2. Tipo de ejercicios 2 – Sólidos de revolución a. Determine el volumen del sólido formado al girar la región acotada por la gráfica de 𝑦 = 𝑥2 − 6𝑥 alrededor del eje 𝑥 en el intervalo 0 ≤ 𝑥 ≤ 6. Representar en Geogebra la región a rotar y anexar un pantallazo del solido de revolución generado 𝑉 = ∫ 𝜋 𝑓(𝑥)2 𝑑𝑥 𝑏 𝑎 Se gráfica en Geogebra
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    Resolvemos 𝑉 = ∫𝜋 𝑓(𝑥)2 𝑑𝑥 𝑏 𝑎 𝑉 = 𝜋 ∫ (𝑥2 − 6𝑥)𝑑𝑥 6 0 𝑉 = 𝜋 ∫ 𝑥4 − 12𝑥3 6 0 + 36𝑥2 𝑑𝑥 Aplicamos la regla de la suma 𝑉 = 𝜋 ∫ 𝑥4 𝑑𝑥 − ∫ 12𝑥3 𝑑𝑥 + ∫ 36 𝑥2 𝑑𝑥 6 0 6 0 6 0 Resolvemos cada integral ∫ 𝑥4 𝑑𝑥 = 7776 5 6 0 ∫ 12𝑥3 𝑑𝑥 = 3888 6 0 ∫ 36𝑥2 = 2592 6 0 𝑉 = 𝜋( 7776 5 − 3888 + 2592
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    𝑽 = 𝝅 𝟏𝟐𝟗𝟔 𝟓 =𝟖𝟏𝟒,𝟑𝟎𝟎𝟖 Tipo de ejercicios 3 –Aplicaciones de las integrales en las ciencias En un estudio económico la función demanda y oferta es como aparecen: 𝐷(𝑥) = (𝑥 + 3)2 𝑦 𝑆(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 4 calcular el excedente del productor en el punto de equilibrio. 𝐷(𝑥) = (𝑥 + 3)2 𝑆(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 4 Operamos (𝑥 + 3)2 = 𝑥2 + 𝑥 + 4 𝑥2 + 6𝑥 + 9 = 𝑥2 + 𝑥 + 4 Igualamos a 0 𝑥2 + 𝑥2 + 6𝑥 − 𝑥 + 9 − 4 = 0 5𝑥 − 5 = 0 𝑥 = 5 5 𝑥 = 𝟏 La nombramos “q” Reemplazamos en la formula 𝐷(𝑥) = (1 + 3)2 𝐷(𝑥) = 42 𝐷(𝑥) = 𝟏𝟔 La nombramos “p” 𝑆(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 4 𝑆(𝑥) = 12 + 1 + 4 𝑆(𝑥) = 𝟔 Formula del excedente del producto 𝐸𝑃 = 𝑝. 𝑞 − ∫ 𝑆(𝑥)𝑑𝑥 𝑞 0 𝐸𝑃 = (16)(1)− ∫ 6 𝑑𝑥 1 0
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    𝐸𝑃 = 16− ∫ 6 𝑑𝑥 1 0 𝐸𝑃 = 16 − 6 = 10 Tipo de ejercicios 4 –Aplicaciones de las integrales en general. La función de Costo Marginal de fabricar un producto es 𝐶𝑀=12𝑥2 −50𝑥, donde 𝑥 representa el número de unidades fabricadas. Si se conoce que el costo total es de $150.000 cuando se fabrican 15 unidades. - Obtener el valor de la constante 𝐶𝑀 = 12𝑥2 − 50𝑥 𝑥 = 15 𝐶𝑇 = 150.000 Operamos 𝐶 = ∫ (12𝑥2 − 50𝑥)𝑑𝑥 15 0 𝐶 = ∫ (12𝑥2)𝑑𝑥 − ∫ (50𝑥)𝑑𝑥 15 0 15 0 Resolvemos las integrales ∫ (12𝑥2)𝑑𝑥 = 13.500 15 0 ∫ (50𝑥)𝑑𝑥 = 5.625 15 0 𝐶 = 13.500 − 5625 𝑪 = 𝟕.𝟖𝟕𝟓
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    DESARROLLO DE LOSEJERCICIOS B : WILLIAN ANDRES MORENO FRANCO Tipo de ejercicios 1 – Análisis de gráficas. Determinar el área de la región limitada por las curvas 𝑓(𝑥) = −3𝑥 y 𝑔(𝑥) = 𝑥3 − 12𝑥 Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra. 𝐴 = ∫ [𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥)] 𝑏 𝑎 𝑑𝑥 Solución: Hallemos primero los puntos de corte igualando las funciones: −3𝑥 = 𝑥3 − 12𝑥 𝑥3 − 9𝑥 = 0 𝑥(𝑥2 − 9) = 0 𝑥(𝑥 + 3)(𝑥 − 3) = 0 Luego 𝑥 = 0 𝑥 = −3 𝑥 = 3 𝐴1 = ∫ [𝑥3 − 12𝑥 + 3𝑥] 0 −3 𝑑𝑥 = ∫ [𝑥3 − 9𝑥] 0 −3 𝑑𝑥 = ( 𝑥4 4 − 9𝑥2 2 ) 0 −3 = − ( (−3)4 4 − 9(−3)2 2 ) = 20.25 𝐴2 = ∫ [−3𝑥 − 𝑥3 + 12𝑥] 3 0 𝑑𝑥 = ∫ [−𝑥3 + 9𝑥] 3 0 𝑑𝑥 = (− 𝑥4 4 + 9𝑥2 2 ) 3 0 = (− (3)4 4 + 9(3)2 2 ) = 20.25 Por tanto, el área total es 𝐴1 + 𝐴2 = 20.25 + 20.25 = 40.5
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    Tipo de ejercicios2 – Sólidos de revolución. Sea R la región limitada por 𝑔(𝑥) = √10 − 𝑥, ℎ(𝑥) = √9𝑥 y la recta 𝑦 = 0. Determine el volumen del sólido cuando R se hace girar alrededor del eje 𝑦. Representar en GeoGebra las regiones a rotar y anexar un pantallazo. 𝑉 = ∫ 𝜋[𝑅(𝑦)2 − 𝑟(𝑦)2 ] 𝑏 𝑎 𝑑𝑦 Hallamos los puntos de corte entre las dos funciones: √10 − 𝑥 = √9𝑥 10 − 𝑥 = 9𝑥 10 = 9𝑥 + 𝑥 10 = 10𝑥 1 = 𝑥 ℎ(1) = √9(1) = 3 Luego el punto de intersección es (1,3), luego bajo el método 𝑉 = ∫ 𝜋[𝑅(𝑦)2 − 𝑏 𝑎 𝑟(𝑦)2 ]𝑑𝑦, se integrará de 𝑎 = 0, 𝑏 = 3 sobre el eje 𝑦. Luego 𝑅(𝑦) = 10 − 𝑦2 y 𝑟(𝑥) = 𝑦 9 2 , luego la integral queda de la siguiente manera: 𝑉 = ∫ 𝜋 [(10 − 𝑦2)2 − ( 𝑦 9 2 ) 2 ] 3 0 𝑑𝑦 = ∫ 𝜋 [𝑦4 − 20𝑦2 + 100 − 𝑦 81 4 ] 3 0 𝑑𝑦 = 𝜋 [ 𝑦5 5 − 20 3 ∗ 𝑦3 − 1 81 ∗ 𝑦5 5 + 100 ∗ 𝑦] 3 0 = 𝜋 [ 35 5 − 20 3 ∗ 33 − 1 81 ∗ 35 5 + 100 ∗ (3)] = 168𝜋 ≈ 527.79 Luego el volumen es aproximadamente 527.79 𝑢3
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    Tipo de ejercicios3 –Aplicaciones de las integrales en las ciencias. Si una fuerza de 45 kg alarga un resorte 9 cm. Determine el trabajo que se requiere para alargar el resorte 6 cm más. Como 𝐹 = 𝑘𝑥 y 𝑥 = 0.09 𝑚 cuando 𝐹 = 45 𝑘𝑔entonces 𝑘 = 45 0.09 = 500 El trabajo requerido para alargar 6 𝑐𝑚 más (es decir 15 𝑐𝑚 ) está dado por:
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    𝑊 = ∫500𝑥 0.15 0.09 𝑑𝑥 𝑊 = (250𝑥2 ) 0.15 0.09 𝑊 = 250(0.152 − 0.092) = 3.6 𝑘𝑔𝑚 Tipo de ejercicios 4 –Aplicaciones de las integrales en general. Un móvil se mueve sobre una línea recta y parte del punto 𝑥 = 3 2 con una velocidad de 6 𝑚 𝑠 y aceleración variable según (4𝑡 − 2 3 ) 𝑚 𝑠2 - ¿Cuál es su posición cuando 𝑡 = 3 𝑠? Hallamos la función velocidad a partir de la función aceleración: 𝑣(𝑡) = ∫ (4𝑡 − 2 3 )𝑑𝑡 = 2𝑡2 − 2 3 𝑡 + 𝐶 𝑣(0) = 2 ∗ (0)2 − 2 3 0 + 𝐶 = 6 𝐶 = 6 𝑣(𝑡) = 2𝑡2 − 2 3 𝑡 + 6
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    Luego hallamos lafunción posición a partir de la función velocidad: 𝑥(𝑡) = ∫ (2𝑡2 − 2 3 𝑡 + 6) 𝑑𝑡 = 2 3 𝑡3 − 1 3 𝑡2 + 6𝑡 + 𝐶 𝑥(0) = 2 3 03 − 1 3 02 + 6(0) + 𝐶 = 3 2 𝐶 = 3 2 𝑥(𝑡) = 2 3 𝑡3 − 1 3 𝑡2 + 6𝑡 + 3 2 Por último, hallamos la posición en el tiempo 𝑡 = 3 𝑠 𝑥(3) = 2 3 33 − 1 3 32 + 6 ∗ 3 + 3 2 = 69 2 Luego la posición del móvil cuando 𝑡 = 3 𝑠 es 69 2 𝑚.
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    DESARROLLO DE LOSEJERCICIOS C : JENNY CAROLINA LANDINO Tipo de ejercicios 1 – Análisis de gráficas. Determinar el área de la región limitada por las curvas 𝑓(𝑦) = 2 + 4𝑦 y 𝑔(𝑦) = 2𝑦 ^2 + 4𝑦 − 30 Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra. Nótese que 𝑥 = 𝑓(𝑦) o 𝑥 = 𝑔(𝑦) 𝑨 = ∫ [𝒇(𝒚) − 𝒈(𝒚)]𝒅𝒚 𝒅 𝒄 𝑓(𝑦) = 2 + 4𝑦 𝑔(𝑦) = 2𝑦2 + 4𝑦 − 30 Hallamos los puntos de intersección 𝑓(𝑦) = 𝑔(𝑦) Igualamos 2 + 4𝑦 = 2𝑦2 + 4𝑦 − 30 −2𝑦2 + 4𝑦 + 2 = 4𝑦 − 30 −2𝑦2 + 2 = −30 −2𝑦2 = −32 𝑦2 = 16 𝑦 = ±√16 𝒚 = 𝟒 𝒚 = −𝟒 𝑨 = ∫ [𝒇(𝒚) − 𝒈(𝒚)]𝒅𝒚 𝒅 𝒄 Reemplazamos
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    𝑨 = ∫[(𝟐 + 𝟒𝒚) − (𝟐𝒚𝟐 + 𝟒𝒚 − 𝟑𝟎)]𝒅𝒚 𝟒 −𝟒 𝑨 = ∫ [−2𝑦2 + 32)]𝑑𝑦 4 −4 ∫ [−2𝑦2]𝑑𝑦 4 −4 + ∫ [32 ]𝑑𝑦 4 −4 = − 256 3 + 256 = 𝟓𝟏𝟐 𝟑 ≈ 𝟏𝟕𝟎.𝟔𝟔𝟕 Tipo de ejercicios 2 – Sólidos de revolución. c. Encontrar el volumen del solido en revolución que se genera al hacer girar alrededor del eje 𝑥 la región encerrada entre las curvas 𝑦=𝑥−𝑥2 y 𝑦=0. 𝑽 = 𝝅∫ [𝒇(𝒙)]𝟐 𝒅𝒙 𝒃 𝒂
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    𝑦 = 𝑥− 𝑥2 𝑦 = 0 𝑽 = 𝝅 ∫ [𝒙 − 𝒙𝟐]𝟐 𝒅𝒙 𝟏 𝟎 𝑽 = 𝝅 ∫ 𝒙𝟐 − 𝟐𝒙𝟑 + 𝒙𝟒 𝒅𝒙 𝟏 𝟎 𝑽 = 𝝅 [ 𝒙𝟓 𝟓 − 𝒙𝟒 𝟐 + 𝒙𝟑 𝟑 )] 𝟎 𝟏 𝑽 = 𝝅 [ 𝟏𝟓 𝟓 − 𝟏𝟒 𝟐 + 𝟏𝟑 𝟑 ] − 𝟎 𝑽 = 𝝅 ∗ 𝟏 𝟑𝟎 𝑽 = 𝟎.𝟏
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    Tipo de ejercicios3 –Aplicaciones de las integrales en las ciencias. Dada la función marginal 𝑅′(𝑥)=750𝑥−3𝑥2, con 𝑅(0)=0 - Determine el ingreso total para la venta de 100 unidades 𝑅′(x) = 750x − 3𝑥2 𝑅 = (0) 𝑅′(x) 𝑑𝑥 = 750𝑥 − 3𝑥2 ∫ 𝑅′(x) = ∫750x − 3𝑥2 𝑑𝑥 𝑅′(x) = 750𝑥2 2 − 3𝑥3 3 + 𝐶 𝑅(𝑥) = 350𝑥2 − 𝑥3 + 𝑐 𝑅(0) = 350 ∗ 02 − 03 + 𝐶 𝑅(0) = 0 Luego C=0 𝑅(𝑥) = 350𝑥2 − 𝑥3 𝑅(100) = 350(100)2 − (100)3 𝑹(𝟏𝟎𝟎) = 𝟐. 𝟓𝟎𝟎.𝟎𝟎𝟎 Tipo de ejercicios 4 –Aplicaciones de las integrales en general. Se sabe que la función de posición de un objeto que se mueve sobre una recta de coordenadas es 𝑠(𝑡)=3𝑡2−6𝑡, donde s se mide en metros y t en segundos. - ¿Qué distancia se ha recorrido en el intervalo de tiempo [0, 14]?
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    𝑠(𝑡) = 3𝑡2 −6𝑡 𝑣(𝑡) = 𝑑𝑠 𝑑𝑡 = 6𝑡 − 6 𝑑𝑠 𝑑𝑡 = 6𝑡 − 6 𝑑𝑠 = (6𝑡 − 6)𝑑𝑡 ∫𝑑𝑠 = ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡 14 0 𝑠 = ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡 14 0 𝑠 = ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡 14 0 = 𝑠 = ∫ |6𝑡 − 6|𝑑𝑡 + ∫ |6𝑡 − 6|𝑑𝑡 14 1 1 0 𝑠 = ∫ −(6𝑡 − 6)𝑑𝑡 + 1 0 ∫ (6𝑡 − 6)𝑑𝑡 14 1 𝑠 = −3𝑡2 + 6𝑡)0 1 + 3𝑡2 − 6𝑡)1 14 𝑠 = −3(1)2 + 6(1) + 3(14)2 − 6(14) − [3(1)2 − 6(1)] 𝑠 = 3 + 504 − (−3) 𝒔 = 𝟓𝟏𝟎 𝒎
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    DESARROLLO DE LOSEJERCICIOS C : GLORIA CLEMENCIA SALAZAR Tipo de ejercicios 1 – Ejercicio D. Análisis de gráficas. Calcular el área de la región comprendida entre las curvas 𝑓(𝑥)=4𝑥3−9𝑥2−21𝑥+43 y 𝑔(𝑥)=3𝑥2−5𝑥−5 Interprete el resultado usando la gráfica del ejercicio generada en GeoGebra. 𝐀 = ∫ [𝒇(𝒙)− 𝒈(𝒙)] 𝒃 𝒂 𝒅𝒙 𝑓(𝑥) = 4𝑥3 − 9𝑥2 − 21𝑥 + 43 𝑔(𝑥) = 3𝑥2 − 5𝑥 − 5 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 4𝑥3 − 9𝑥2 − 21𝑥 + 43 = 3𝑥2 − 5𝑥 − 5 4𝑥3 − 9𝑥2 − 21𝑥 + 43 − 3𝑥2 + 5𝑥 + 5 = 0 4𝑥3 − 12𝑥2 − 16𝑥 + 48 = 0 (4𝑥3 − 12𝑥2 ) − (16𝑥 − 48) = 0 4𝑥2 (𝑥 − 3) − 16(𝑥 − 3) = 0 (4𝑥2 − 16)(𝑥 − 3) = 0 (2𝑥 − 4)(2𝑥 + 4)(𝑥 − 3) = 0 2𝑥 − 4 = 0 2𝑥 + 4 = 0 𝑥 − 3 = 0 2𝑥 = 4 2𝑥 = −4 𝑥 = 3 𝑥 = 4 2 𝑥 = − 4 2 𝑥 = 3 𝑥 = 2 𝑥 = −2
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    A = ∫[ 4𝑥3 − 9𝑥2 − 21𝑥 + 43 − ( 3𝑥2 − 5𝑥 − 5) ] 2 −2 4𝑥 + ∫ ⌈3𝑥2 − 5𝑥 − 5 − (4𝑥3 − 9𝑥2 − 21𝑥 + 43)⌉ 3 2 A = ∫ [ 4𝑥3 − 9𝑥2 − 21𝑥 + 43 − 3𝑥2 + 5𝑥 + 5 ] 2 −2 4𝑥 + ∫ ⌈3𝑥2 − 5𝑥 − 5 − 4𝑥3 + 9𝑥2 + 21𝑥 − 43)⌉ 3 2 A = ∫ [ 4𝑥3 − 12𝑥2 − 16𝑥 + 48 ] 2 −2 4𝑥 + ∫ ⌈−4𝑥3 + 12𝑥2 + 16𝑥 − 48⌉𝑑𝑥 3 2 A = [ 𝑥4 − 4𝑥3 − 8𝑥2 + 48𝑥 ]−2 2 + [− 𝑥4 + 4𝑥3 + 8𝑥2 − 48𝑥 ]2 3 A = [ 24 − 4(2)3 − 8(2)2 + 48(2)− (−24 − 4(−2)3 − 8(−2)2 + 48(−2) ] + ⌈−34 + 4(33) + 8(3)2 − 48(3)− (−24 + 4(2)3 + 8(2)2 − 48(2)⌉ 𝐴 = [16 − 32 − 32 + 96 − (16 + 32 − 32 − 96)] + [−81+ 108 + 72 − 144 − (−16 + 32 + 32 − 96)] 𝐴 = [128]+ [3] 𝐴 = 131 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝐶𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠
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    Tipo de ejercicios2 – Ejercicio D. Sólidos de revolución Determinar el volumen del solido en revolución que se genera al hacer girar alrededor del eje 𝑦 la región encerrada entre las curvas 𝑥=√5𝑦 , 𝑥=0, 𝑦=−1 y 𝑦=1. 𝑥 = √5y 𝑥2 = 5𝑦 𝑥2 5 = 𝑦 𝑣 = ∫ 𝜋[𝑅(𝑥) − 𝑟(𝑥)2] 𝑏 𝑎 𝑑𝑥 𝑣 = ∫ 𝜋 [( 𝑥2 5 ) 2 − (0)2 ] 1 −1 𝑑𝑥 𝑣 = ∫ 𝜋 [ 𝑥4 25 ] 1 −1 𝑑𝑥 𝑣 = 𝜋 25 ∫ 𝑥4 𝑑𝑥 1 −1
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    𝑣 = 𝜋 25 ⌈ 𝑥5 5 ⌉ −1 1 𝑣 = 1 25 𝜋[ 1 5 + 1 5 ] 𝑣 = 1 25 𝜋 [ 2 5 ] 𝑣 = 2 125 𝜋 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑢𝑏𝑖𝑐𝑎𝑠
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    Tipo de ejercicios3 –Ejercicio D. Aplicaciones de las integrales en las ciencias. d. Dada la expresión (𝑦+2)2=3𝑥3 . - Determine su longitud de 𝑥=0 a 𝑥=4 (𝑦 + 2)2 = 3𝑥3 𝑦 + 2 = √3𝑥3 𝑦 = √3𝑥3 − 2 𝑦−1 = 1 2√3𝑥3 . 9𝑥2 𝑦−1 = 9𝑥2 2√3𝑥3 𝐿 = ∫ √1 + [ 9𝑥2 2√3𝑥3 ] 2 𝑑𝑥 4 0 𝐿 = ∫ √1 + 81𝑥4 4(3𝑥3) 4 0 𝑑𝑥 𝐿 = ∫ √1 + 27𝑥 4 4 0 𝑑𝑥 𝑢 = 1 + 27𝑥 4 𝑑𝑢 = 27 4 𝑑𝑥 𝐿 = 4 27 ∫ √𝑢 4 0 𝑑𝑢 𝐿 = 4 27 ∫ 𝑢 1 2 𝑑𝑢 4 0 𝐿 = 4 27 [ 𝑢 3 2 3 2 ] 0 4
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    𝐿 = 8 81 [𝑢 3 2] 0 4 𝐿 = 8 81 [(1+ 3 4 𝑥) 3 2 ] 0 4 𝐿 = 8 81 {[(1+ 27 4 (4)) 3 2 − [(1 + 27 4 (0))] 3 2 ]} 𝐿 = 8 81 {(28) 3 2 − 1} 𝑳 = 𝟏𝟒,𝟓𝟑 𝒖𝒏𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆𝒔 𝒍𝒊𝒏𝒆𝒂𝒍𝒆𝒔 Tipo de ejercicios 4 –Ejercicio D. Aplicaciones de las integrales en general d. Una varilla de longitud 35 cm tiene una densidad lineal que varía proporcionalmente al cuadrado de su distancia a uno de los extremos. - Si la densidad en el extremo más pesado es de 4900 g/cm, halle su masa total y el centro de masa. Densidad lineal 𝛿1(𝑥)=𝑅𝑥2 𝑚=∫𝛿1(𝑥)𝑑𝑥𝐿0 El centro de masa está dado por: 𝑥̅=∫𝑥.𝛿1(𝑥)𝑑𝑥𝐿0∫𝛿1(𝑥)𝑑𝑥 𝛿1(𝑥) = 𝑅𝑥2 𝑚 = ∫ 𝛿1(𝑥)𝑑𝑥 𝑙 0 𝑥 = 35 4900 = 𝑅(35)2 4900 = 1225𝑅 4900 1225 = 𝑅 4 = 𝑅
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    𝛿1(𝑥) = 4𝑥2 Centrode Masa 𝑥̅ = ∫ 4𝑥3 𝑑𝑥 35 0 ∫ 4𝑥2𝑑𝑥 35 0 = [𝑥4]0 35 [ 4 3 𝑥3] 0 35 = 105 4 𝑐𝑚 = 26,25 Masa Total 𝑀𝑡 = ∫ 4𝑥2 𝑑𝑥 35 0 𝑀𝑡 = [ 4 3 𝑥3 ] 0 35 𝑀𝑡 = [ 4 3 (35)3 ] 𝑴𝒕 = 𝟓𝟕𝟏𝟔𝟔,𝟕 𝒌𝒈 TABLA LINKS VIDEOS EXPLICATIVOS. Nombre Estudiante Ejercicios sustentados Link video explicativo Willian Andrés Moreno Franco 2 https://youtu.be/7S3pabl0o UQ Cristian Leonardo Mejía Jiménez 1 https://drive.google.com/file /d/1x14NuQoH09poGVCQ d_FtqIBH6jeEnsv7/view?us p=sharing