Matemáticas 5 · Tema 16

Área bajo la curva (P1)

Apuntes

Para encontrar el área bajo una curva en un intervalo [a, b][a,\,b], se tabula la función para trazar su gráfica y luego se plantea y resuelve la integral definida:

A=∫abf(x) dxA = \int_{a}^{b} f(x) \, dx

Ejemplo

Encontrar el área bajo la curva f(x)=x+5f(x) = x + 5 en el intervalo [1, 3][1,\,3].

Gráfica y tabulación
1 2 3 4 2 4 6 8
xxyyx+5x + 5
00550+50 + 5
11661+51 + 5
22772+52 + 5
33883+53 + 5
44994+54 + 5
Cálculo integral
∫13(x+5) dx=x22+5x∣13=(3)22+5(3)−[(1)22+5(1)]=92+15−12−5=82+10=14\begin{aligned} \int_{1}^{3} (x+5) \, dx &= \left. \frac{x^2}{2} + 5x \right|_{1}^{3} \\ &= \frac{(3)^2}{2} + 5(3) - \left[ \frac{(1)^2}{2} + 5(1) \right] \\ &= \frac{9}{2} + 15 - \frac{1}{2} - 5 \\ &= \frac{8}{2} + 10 \\ &= \mathbf{14} \end{aligned}
A=14 u2A = 14\ u^2

Ejercicios

Encontrar el área bajo la curva en el intervalo indicado.

Bloque 1
f(x)=x+4f(x) = x + 4 en [3, 5][3,\,5]
f(x)=x+6f(x) = x + 6 en [2, 4][2,\,4]
f(x)=x+2f(x) = x + 2 en [1, 4][1,\,4]
Bloque 2
f(x)=−x+3f(x) = -x + 3 en [2, 4][2,\,4]
f(x)=−x+5f(x) = -x + 5 en [3, 6][3,\,6]
f(x)=−x+10f(x) = -x + 10 en [1, 3][1,\,3]

Respuestas

▼
Bloque 1
∫35(x+4) dx=x22+4x∣35=(5)22+4(5)−[(3)22+4(3)]=252+20−92−12=162+8=16\begin{aligned} \int_{3}^{5} (x+4) \, dx &= \left. \frac{x^2}{2} + 4x \right|_{3}^{5} \\ &= \frac{(5)^2}{2} + 4(5) - \left[ \frac{(3)^2}{2} + 4(3) \right] \\ &= \frac{25}{2} + 20 - \frac{9}{2} - 12 \\ &= \frac{16}{2} + 8 = \mathbf{16} \end{aligned}
∫24(x+6) dx=x22+6x∣24=(4)22+6(4)−[(2)22+6(2)]=162+24−42−12=122+12=18\begin{aligned} \int_{2}^{4} (x+6) \, dx &= \left. \frac{x^2}{2} + 6x \right|_{2}^{4} \\ &= \frac{(4)^2}{2} + 6(4) - \left[ \frac{(2)^2}{2} + 6(2) \right] \\ &= \frac{16}{2} + 24 - \frac{4}{2} - 12 \\ &= \frac{12}{2} + 12 = \mathbf{18} \end{aligned}
∫14(x+2) dx=x22+2x∣14=(4)22+2(4)−[(1)22+2(1)]=162+8−12−2=152+6=272\begin{aligned} \int_{1}^{4} (x+2) \, dx &= \left. \frac{x^2}{2} + 2x \right|_{1}^{4} \\ &= \frac{(4)^2}{2} + 2(4) - \left[ \frac{(1)^2}{2} + 2(1) \right] \\ &= \frac{16}{2} + 8 - \frac{1}{2} - 2 \\ &= \frac{15}{2} + 6 = \mathbf{\frac{27}{2}} \end{aligned}
Bloque 2
∫24(−x+3) dx=−x22+3x∣24=−(4)22+3(4)−[−(2)22+3(2)]=−162+12+42−6=−122+6=0\begin{aligned} \int_{2}^{4} (-x+3) \, dx &= \left. -\frac{x^2}{2} + 3x \right|_{2}^{4} \\ &= -\frac{(4)^2}{2} + 3(4) - \left[ -\frac{(2)^2}{2} + 3(2) \right] \\ &= -\frac{16}{2} + 12 + \frac{4}{2} - 6 \\ &= -\frac{12}{2} + 6 = \mathbf{0} \end{aligned}
∫36(−x+5) dx=−x22+5x∣36=−(6)22+5(6)−[−(3)22+5(3)]=−362+30+92−15=−272+15=32\begin{aligned} \int_{3}^{6} (-x+5) \, dx &= \left. -\frac{x^2}{2} + 5x \right|_{3}^{6} \\ &= -\frac{(6)^2}{2} + 5(6) - \left[ -\frac{(3)^2}{2} + 5(3) \right] \\ &= -\frac{36}{2} + 30 + \frac{9}{2} - 15 \\ &= -\frac{27}{2} + 15 = \mathbf{\frac{3}{2}} \end{aligned}
∫13(−x+10) dx=−x22+10x∣13=−(3)22+10(3)−[−(1)22+10(1)]=−92+30+12−10=−82+20=16\begin{aligned} \int_{1}^{3} (-x+10) \, dx &= \left. -\frac{x^2}{2} + 10x \right|_{1}^{3} \\ &= -\frac{(3)^2}{2} + 10(3) - \left[ -\frac{(1)^2}{2} + 10(1) \right] \\ &= -\frac{9}{2} + 30 + \frac{1}{2} - 10 \\ &= -\frac{8}{2} + 20 = \mathbf{16} \end{aligned}

Ejercicios extra 1

▼
Bloque A
f(x)=x+3f(x) = x + 3 en [1, 5][1,\,5]
f(x)=x+1f(x) = x + 1 en [2, 6][2,\,6]
f(x)=x+7f(x) = x + 7 en [0, 3][0,\,3]
Bloque B
f(x)=−x+4f(x) = -x + 4 en [1, 3][1,\,3]
f(x)=−x+6f(x) = -x + 6 en [2, 5][2,\,5]
f(x)=−x+2f(x) = -x + 2 en [−1, 1][-1,\,1]

Ejercicios extra 2

▼
Bloque C
f(x)=x+8f(x) = x + 8 en [1, 4][1,\,4]
f(x)=x+3f(x) = x + 3 en [2, 5][2,\,5]
f(x)=x+5f(x) = x + 5 en [1, 4][1,\,4]
Bloque D
f(x)=−x+7f(x) = -x + 7 en [3, 5][3,\,5]
f(x)=−x+8f(x) = -x + 8 en [2, 6][2,\,6]
f(x)=−x+9f(x) = -x + 9 en [4, 7][4,\,7]
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