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Cálculo de áreas y volúmenes

De Wikillerato


Cálculo de áreas mediante integrales


Supongamos que nos dan dos funciones   
\mathrm{f} \left( \, x \, \right)
  y   
\mathrm{g} \left( \, x \, \right)
  y nos piden calcular el área comprendida entre las graficas de ambas funciones.


El area que nos piden coincide con el área comprendida entre la función   
\mathrm{h}  \left( \,  x  \,  \right) :=  \mathrm{f}  \left( \,  x  \, \right)  -
\mathrm{g} \left( \, x \, \right)
  y el eje X.


Para calcular el área comprendida entre la función 
\mathrm{h} 
  y el eje X, procedemos de la siguiente manera:


  1. 1. En primer lugar resolvemos la ecuación:


\mathrm{h} \left( \, x \, \right) = 0

para obtener 
n
soluciones   
x_1, \, x_2, \, \ldots, \, x_n
  con


x_1 < x_2 < \ldots < x_n

  1. 2 Buscamos una primitiva   
\mathrm{H} \left( \, x \, \right)
  de   
\mathrm{h} \left( \, x \, \right)
.

    1. 3. Llegados a este punto ya podemos calcular el área que nos piden con la

    fórmula:

    
\text{Area} = \left| \, \mathrm{H} \left(  \, x_1 \, \right) - \mathrm{H} \left(
</p>
<pre>   \, x_2 \, \right) \, \right| +
</pre>
<p>\left| \, \mathrm{H} \left(  \, x_2 \, \right) - \mathrm{H} \left(
</p>
<pre>   \, x_3 \, \right) \, \right| + \ldots + \left| \, \mathrm{H} \left(  \, x_{n-1} \, \right) - \mathrm{H} \left(
   \, x_n \, \right) \, \right|
</pre>
<p>

    donde

    
\left| \, \mathrm{H} \left(  \, x_{i-1} \, \right) - \mathrm{H} \left(
</p>
<pre>   \, x_i \, \right) \, \right|
</pre>
<p>

    es el area comprendida entre las rectas verticales de ecuaciones   
x = x_{i-1}
,   
x = x_i
,   el eje X y la grafica de la función 
\mathrm{h}
.


    Ejemplo


    Calculemos el área comprendida entre las graficas de   
\mathrm{f} \left( \, x \, \right) = x^3
  y   
\mathrm{g} \left( \, x \, \right) = x
.


    El area que nos piden coincide con el área comprendida entre la función   
\mathrm{h}  \left( \,  x  \,  \right) :=  \mathrm{f}  \left( \,  x  \, \right)  -
\mathrm{g} \left( \, x \, \right) = x^3 - x
  y el eje X.


    Para calcular el área comprendida entre la función 
\mathrm{h} 
  y el eje X, procedemos de la siguiente manera:


    1. 1. En primer lugar resolvemos la ecuación:

    
\mathrm{h} \left( \, x \, \right) = x^3 - x

    para obtener 3 soluciones   
x_1 = -1, \, x_2 = 0, \, x_3 = 1
.

    1. 2 Una primitiva   
\mathrm{H} \left( \, x \, \right)
  de   
\mathrm{h} \left( \, x \, \right)
  es

      
\mathrm{H} \left( \, x \, \right) = \frac{x^4}{4} - \frac{x^2}{2}


      1. 3. Llegados a este punto ya podemos calcular el área que nos piden:

      [Unparseable or potentially dangerous latex formula. Error 1 ]

         
 
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