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Enunciado

Halla las siguientes integrales definidas de funciones periódicas:$$I=\int_{-3\pi/2}^{3\pi/2}(\cos x+\mbox{sen}\, x)\, dx\ \ ;\ \ J=\int_{-3\pi}^{3\pi} \mbox{sen}^2\, x\, dx\ \ ;\ \ K=\int_{-2\pi}^{2\pi} \cos^2\, x\, dx$$

Paso 1

Debemos empezar comprobando la periodicidad de la función subintegral. Puedes pulsar aquí para recordar estas definiciones; después analiza la periodicidad de esas tres funciones y pincha en 'Ver' cuando termines.
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Paso 2

Debemos comprobar ahora si la longitud del intervalo de integración es múltiplo del período de su función subintegral. Analízalo y pulsa en 'Ver' cuando termines.
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Paso 3

Aplicaremos ahora en los casos en que se pueda, la propiedad de integración de una función peródica (ver teoría) y si no se puede aplicar, comprobaremos la simetría del intervalo y de la función subintegral.
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La función \(f(x)=\cos x+\mbox{sen}\, x\) es suma de una función par más una función impar. El intervalo de integración está centrado en \(x=0\). Se verifica$$I=\int_{-3\pi/2}^{3\pi/2}(\cos x+\mbox{sen}\, x)\, dx=2\int_0^{3\pi/2} \cos x \, dx +\int_{-3\pi/2}^{3\pi/2}\mbox{sen}\, x\, dx=2[\mbox{sen}\, x]_0^{3\pi/2}+0=2\cdot(-1)=-2$$
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$$J=\int_{-3\pi}^{3\pi} \mbox{sen}^2\, x\, dx=6\int_0^{\pi} \mbox{sen}^2\, x\, dx=3\int_0^{\pi} (1-\cos 2x)\, dx=3\left[x-\frac{\mbox{sen}\, 2x}{2}\right]_0^{\pi}=3\pi$$
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$$K=\int_{-2\pi}^{2\pi} \cos^2\, x\, dx=4\int_0^{\pi}\cos^2\, x\, dx=2\int_0^\pi(1+\cos 2x)\, dx=2\left[x+\frac{\mbox{sen}\, 2x}{2}\right]_0^{\pi}=2\pi$$

Resumen

  1. Analizar periodicidad de la función subintegral.
  2. Analizar si la longitud del intervalo de integración es múltiplo del período.
  3. Utilizar la propiedad de las integrales de funciones periodicas o de las funciones simétricas.
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