ENUNCIADO.
(a) Sean f y g dos funciones derivables, de las que se conocen los siguientes datos: f(1)=1, f'(1)=2; g(1)=3, g'(1)=4. Se pide:
i) Dada la función h(x)=f((x+1)^2), empléese la regla de la cadena para calcular h'(0)
ii) Dada la función k(x)=\dfrac{f(x)}{g(x)}, calcúlese k'(1)
(b) Calcúlese la integral \displaystyle \int\,(\sin\,x)^4\,(\cos\,x)^3\,dx ( Sugerencia: utilízece el cambio de variable \sin\,x=t )
SOLUCIÓN.
a.i)
Aplicando la regla de la cadena, h'(x)=\dfrac{dh(x)}{dx}=\dfrac{d(f(x+1)^2)}{d((x+1)^2)}\,\dfrac{d((x+1)^2}{dx}=2x\,\dfrac{d(f(x+1)^2)}{d((x+1)^2)}=2x\,f'((x+1)^2) luego h'(0)=2\cdot 0\cdot f'((0+1)^2)=0\cdot f'(1)=0\cdot 2=0
a.ii)
Aplicando la regla de derivación del cociente de funcions k'(x)=\dfrac{f'(x)\,g(x)-g'(x)\,f(x)}{(g(x))^2} luego k'(1)=\dfrac{f'(1)\,g(1)-g'(1)\,f(1)}{(g(1))^2}=\dfrac{2\cdot 3-4\cdot 1}{3^3}=\dfrac{2}{9}
b)
Con el cambio de variable \sin\,x=t, tenemos que \dfrac{dt}{dx}=\cos\,x \Rightarrow dt=\cos\,x\,dx=\sqrt{1-t^2}\,dx \Rightarrow dx= \dfrac{dt}{\sqrt{1-t^2}}, habida cuenta de que, por la Identidad Fundamental de la Trigonometría, \cos\,x=\sqrt{1-(\sin\,x)^2}=\sqrt{1-t^2} Entonces,
\displaystyle \int\,(\sin\,x)^4\,(\cos\,x)^3\,dx = \int\,t^4\,(1-t^2)^{3/2}\,\dfrac{dt}{(1-t^2)^{1/2}}=\int\,t^4\,(1-t^2)\,dt=
=\displaystyle \int\,(t^4-t^6)\,dt=\dfrac{1}{5}\,t^5-\dfrac{1}{7}\,t^7+C=\dfrac{1}{5}\,(\sin\,x)^5-\dfrac{1}{7}\,(\sin\,x)^7+C
\square
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