Matemáticas IIFácil2 pts

Integrales

Extremadura · 2017 · Junio · Opción B
Enunciado
a) (0,5 puntos) Calcule los puntos en los que las dos curvas y=exy = e^x, y=−x2y = -x^2 cortan a la recta x=0x = 0 y a la recta x=1x = 1.

b) (1,5 puntos) Calcule el área de la región plana limitada por las curvas y=exy = e^x, y=−x2y = -x^2, y por las rectas x=0x = 0, x=1x = 1.
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Resultado
a) y=ex: (0,1), (1,e);y=−x2: (0,0), (1,−1)\boxed{\text{a) } y = e^x:\ (0, 1),\ (1, e);\qquad y = -x^2:\ (0, 0),\ (1, -1)}b) Aˊrea=e−23≈2,05 u2\boxed{\text{b) Área} = e - \frac{2}{3} \approx 2{,}05\ \text{u}^2}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

El apartado a) son cuatro sustituciones y sirve para ver el recinto: sus cuatro esquinas. En b) el área entre dos curvas en [0,1][0, 1] es la integral de la función de arriba menos la de abajo. Antes hay que asegurarse de qué curva va por encima y de que no se cortan dentro del intervalo; aquí es inmediato, porque exe^x es siempre positiva y −x2-x^2 nunca lo es.
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Desarrollo

a) Sustituimos x=0x = 0 y x=1x = 1 en cada curva:
x=0x = 0x=1x = 1
y=exy = e^x(0,1)(0, 1)(1,e)(1, e)
y=−x2y = -x^2(0,0)(0, 0)(1,−1)(1, -1)
Son las cuatro esquinas del recinto: (0,1)(0, 1), (1,e)(1, e), (0,0)(0, 0) y (1,−1)(1, -1).

b) Qué curva va por encima. Para todo xx, ex>0e^x > 0 y −x2≤0-x^2 \le 0, así queex>−x2para todo x∈[0,1]e^x > -x^2 \quad \text{para todo } x \in [0, 1]Las curvas no se cortan en el intervalo y y=exy = e^x va siempre por encima. El recinto queda encerrado entre la exponencial (arriba, de (0,1)(0, 1) a (1,e)(1, e)), la parábola (abajo, de (0,0)(0, 0) a (1,−1)(1, -1)) y los segmentos verticales x=0x = 0 y x=1x = 1.

Área.Aˊrea=∫01(ex−(−x2)) dx=∫01(ex+x2) dx\text{Área} = \int_0^1 \bigl(e^x - (-x^2)\bigr)\,dx = \int_0^1 \bigl(e^x + x^2\bigr)\,dxUna primitiva es ex+x33e^x + \dfrac{x^3}{3}. Por la regla de Barrow:Aˊrea=[ex+x33]01=(e+13)−(1+0)=e−23≈2,05 u2\text{Área} = \left[e^x + \frac{x^3}{3}\right]_0^1 = \left(e + \frac{1}{3}\right) - (1 + 0) = e - \frac{2}{3} \approx 2{,}05\ \text{u}^2Comprobación de sentido. El recinto mide 1 de ancho y su altura va de 1−0=11 - 0 = 1 (en x=0x = 0) a e−(−1)=e+1≈3,72e - (-1) = e + 1 \approx 3{,}72 (en x=1x = 1). Un área de unas 22 unidades cuadradas, entre 11 y 3,723{,}72, es razonable.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

El área entre dos curvas es la integral de «la de arriba menos la de abajo». Justifica qué curva va por encima (aquí basta con los signos) y que no se cortan dentro del intervalo; si se cortaran, habría que partir la integral.

Da el resultado exacto (e−23e - \frac{2}{3}) y, si quieres, el decimal, siempre con unidades de área.
Paso 1 de 3
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