Autor Tema: Integral

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19 Mayo, 2013, 03:57 am
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sachica

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Como puedo resolver la siguiente integral

\( \displaystyle\int_{r_i}^{r}\displaystyle\frac{1}{r}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{r^2-(r_i)^2}{(C^-^2-1)r^2+r_i^2}}dr \)

donde \( C^-^2 y r_i  \)son constantes

19 Mayo, 2013, 06:14 am
Respuesta #1

Capitan Trueno

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Poniendo las constantes en una forma que la haga un poco más inteligible y obviando los límites, tratando de buscar una primitiva, y operando tenemos que la integral quedaría como:


\( \displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{r}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{r^2-B^2}{Ar^2+B^2}}dr=\displaystyle\frac{1}{2}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{r^2}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{r^2-B^2}{Ar^2+B^2}}2rdr \)


a la que podemos aplicar el cambio de variable \( r^2=t \) llegando a:


\( \displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{r}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{r^2-B^2}{Ar^2+B^2}}\ dr=\displaystyle\frac{1}{2}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{r^2}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{r^2-B^2}{Ar^2+B^2}}2r\ dr=\displaystyle\frac{1}{2}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{t}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{t-B^2}{At+B^2}}\ dt \)


que es racionalizable y por lo tanto tiene primitiva, así que la forma de resolverla es mediante la regla de Barrow. Los cambios a realizar para racionalizarla dependerán sobre todo del valor de \( A \), que sea positivo, negativo o incluso nulo, pero para cualquiera que sea su valor existe algún cambio de variable que la racionaliza.

Salu2

19 Mayo, 2013, 07:48 am
Respuesta #2

sachica

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Que texto me recomiendas para poder aprender a resolver este tipo de integrales?

19 Mayo, 2013, 11:05 am
Respuesta #3

Capitan Trueno

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Salu2

19 Mayo, 2013, 06:40 pm
Respuesta #4

sachica

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19 Mayo, 2013, 11:42 pm
Respuesta #5

alespa07

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Hola.

Cuando empecé con las integrales recuerdo que el "Anti-Demidovich" de la editorial URSS me ayudó muchísmo por estar repleto de integrales con sus slouciones. Si mal no recuerdo era el tomo 2.

Un saludo.
Las matemáticas son el alfabeto con el cual dios creó el universo.
Galileo Galilei.

20 Mayo, 2013, 01:36 am
Respuesta #6

sachica

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Lo que no me queda claro es el metodo de integracion que podria utilizar para resolver esta integral?

20 Mayo, 2013, 07:47 pm
Respuesta #7

Capitan Trueno

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El método de reducción para integrales irracionales o bien mediante racionalización. En ambos casos se establece la solución de integrales de la forma:


\( \displaystyle\int_{}^{} R(x,\sqrt[ ]{ax^2+bx+c})\ dx=\displaystyle\int_{}^{} R(x,y)}\ dx \)        con        \( y=\sqrt[ ]{ax^2+bx+c} \)


aunque es necesario en este caso realizar el paso previo que mostré en un mensaje anterior para convertir la integral del enunciado en una de este tipo lo que se consigue con el cambio \( x^2=t \).

En general cuando la parte irracional contiene polinomios de grado mayor que 2 la integral no puede expresarse como combinación de funciones elementales. Para grado 3 o 4 el método conduce a las integrales elípticas y para grado superior a funciones más complejas de las que no puede obtenerse una primitiva.

NOTA: Piensa que una integral de la forma:


\( \displaystyle\frac{1}{2}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{t}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{t-B^2}{At+B^2}}\ dt \)


se convierte en una del tipo:


\( \displaystyle\int_{}^{} R(t,\sqrt[ ]{at^2+bt+c}\ dt=\displaystyle\int_{}^{} R(t,y}\ dt \)        con        \( y=\sqrt[ ]{at^2+bt+c} \)


sin más que multiplicar numerador y denominador por \( \sqrt[ ]{t-B^2} \)


\( \displaystyle\frac{1}{2}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{t}\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{t-B^2}{At+B^2}}\ dt=\displaystyle\frac{1}{2}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\frac{1}{t}{\displaystyle\frac{t-B^2}{\sqrt[ ]{(At+B^2)(t-B^2)}}\ dt=\displaystyle\int_{}^{} R(t,\sqrt[ ]{at^2+bt+c}\ dt=\displaystyle\int_{}^{} R(t,y)}\ dt \)


que siempre puede racionalizarse o bien aplicarle el método de reducción.

Salu2