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Temario Bloque

Integrales por partes

Manuel Veloso
Cofundador
10 de febrero 2025

Integrales por partes. Resolución.

La integración por partes es uno de los métodos de resolución utilizado para resolver integrales no inmediatas. 

Se suele aplicar cuando queremos integrar la multiplicación/división de dos funciones de distinto tipo.

1.Fórmula

Se utiliza la siguiente fórmula:

Integrales por partes

“Un día vi una vaca (sin rabo) vestida de uniforme”

¿Cómo funciona?

El objetivo de la fórmula es identificar el producto de dos funciones que no sabemos integrar.

Integrales por partes

Y sustituirlo por una expresión simplificada que sí podremos operar e integrar.

Integrales por partes

Podemos observar que en la fórmula aparecen dos funciones diferentes ( Integrales por partes ) con sus derivadas correspondientes (Integrales por partes).

Identificaremos las dos funciones iniciales que queremos integrar con Integrales por partes según corresponda (ahora lo veremos), derivaremos la Integrales por partes para obtener Integrales por partes, integraremos Integrales por partes para obtener Integrales por partes y sustituiremos en la fórmula para después operar y resolver.

Vamos a ir desarrollando el método paso a paso con un ejemplo práctico, para que sea más intuitivo.

Ejemplo: Resolver la siguiente integral.

Integrales por partes

1. Lo primero que debemos hacer, siempre que vayamos a integrar una función, es preguntarnos si es inmediata o casi inmediata.

En este caso podemos ver claramente que no lo es. La Integrales por partes que tenemos delante de Integrales por partes no corresponde a la derivada de la función implícita, de modo que no podríamos resolverla como una integral inmediata.

Sería inmediata si la función fuese la siguiente:

Integrales por partes

En este caso la Integrales por partes si corresponde a la derivada de la función implícita Integrales por partes de Integrales por partes.

Al ser un producto de dos tipos diferentes de funciones sabemos que es una integral por partes.

2. Escribimos la fórmula.

Integrales por partes

“Un día vi una vaca (sin rabo) vestida de uniforme”

3. Identificamos las dos funciones que queremos integrar con Integrales por partes y Integrales por partes respectivamente. ¿Cómo se elige cuál es cuál? Seguiremos la regla de Alpes, que indica, siguiendo las letras de la palabra “ALPES”, un orden de prioridad para identificar una de las funciones con la de la fórmula.

La función que aparece antes, se identifica con Integrales por partes.

ALPES

A= Arcotangente, arcoseno, arcocoseno.

L= Logarítmicas

P= Polinómicas.

E= Exponenciales.

S= Senos, cosenos.

En este caso, tenemos una exponencial Integrales por partes y una polinómica Integrales por partes. Como la polinómica tiene prioridad sobre la exponencial (aparece antes) será la Integrales por partes. La exponencial será, por descarte, Integrales por partes.

Integrales por partes
Integrales por partes
Integrales por partes

4. Derivamos o integramos como corresponde para obtener el resto de los términos de la fórmula.

Integrales por partes
Integrales por partes

Cuando tenemos un diferencial (Integrales por partes) en la igualdad debe aparecer el diferencial de la variable (Integrales por partes).

5. Sustituimos en la fórmula y resolvemos.

Integrales por partes
Integrales por partes
Integrales por partes
Integrales por partes
Integrales por partes

Sustituimos:

Integrales por partes

Resolvemos:

Integrales por partes

 

Ejercicios resueltos

1. Resolver la siguiente integral por partes:

Integrales por partes

Solución

Escribimos la fórmula y utilizamos el criterio de ALPES para identificar y calcular los demás términos.

Integrales por partes

ALPES

A= Arcotangente, arcoseno, arcocoseno.

L= Logarítmicas

P= Polinómicas.

E= Exponenciales.

S= Senos, cosenos.

Calculamos todos los términos de la fórmula:

Integrales por partes
Integrales por partes

Sustituimos en la ecuación:

Integrales por partes

Si nos fijamos, la integral a resolver Integrales por partes vuelve a ser una integral por partes que hemos resuelvo en el primer ejemplo de esta página. Sustituimos y resolvemos.

Integrales por partes

Resolvemos:

Integrales por partes

 

2. Resolver la siguiente integral por partes:

Integrales por partes

Solución

Escribimos la fórmula y utilizamos el criterio de ALPES para identificar y calcular los demás términos.

Integrales por partes

ALPES

A= Arcotangente, arcoseno, arcocoseno.

L= Logarítmicas

P= Polinómicas.

E= Exponenciales.

S= Senos, cosenos.

 

Calculamos todos los términos de la fórmula:

Integrales por partes
Integrales por partes

Sustituimos:

Integrales por partes
Integrales por partes

Resolvemos:

Integrales por partes

 

3. Resolver la siguiente integral:

Solución

Escribimos la fórmula y utilizamos el criterio de ALPES para identificar y calcular los demás términos.

Integrales por partes

 

ALPES

A= Arcotangente, arcoseno, arcocoseno.

L= Logarítmicas

P= Polinómicas.

E= Exponenciales.

S= Senos, cosenos.

Calculamos todos los términos de la fórmula:

Integrales por partes
Integrales por partes

Sustituimos:

Integrales por partes
Integrales por partes

Operamos:

Integrales por partes

Resolvemos:

Integrales por partes

 

4. Resolver la siguiente integral:

Solución

Escribimos la fórmula y utilizamos el criterio de ALPES para identificar y calcular los demás términos.

Integrales por partes

 

ALPES

A= Arcotangente, arcoseno, arcocoseno.

L= Logarítmicas

P= Polinómicas.

E= Exponenciales.

S= Senos, cosenos.

 

Calculamos todos los términos de la fórmula:

Integrales por partes

 

Integrales por partes

Sustituimos:

Integrales por partes
Integrales por partes

Resolvemos:

Integrales por partes

 

5. Resolver la siguiente integral: ¡Va a ser cíclica!

Integrales por partes

Solución

Cuando nos encontramos con una integral por partes formada por una exponencial y una trigonométrica debemos tener mucho cuidado: Va a ser cíclica. Vamos a verlo:


Escribimos la fórmula y utilizamos el criterio de ALPES para identificar y calcular los demás términos.

 

ALPES

A= Arcotangente, arcoseno, arcocoseno.

L= Logarítmicas

P= Polinómicas.

E= Exponenciales.

S= Senos, cosenos.

 

Calculamos todos los términos de la fórmula:

Integrales por partes
Integrales por partes

Sustituimos:

Integrales por partes
Integrales por partes

 

Nos encontramos con que la última integral Integrales por partes vuelve a ser por partes. Aplicamos de nuevo la fórmula y resolvemos

Integrales por partes
Integrales por partes

Sustituimos:

Integrales por partes

Volvemos a encontrarnos con una integral por partes que resulta ser la integral de la que partimos: Integrales por partes. No podemos seguir, estaríamos dando vueltas en círculos.
 

Llevamos este resultado a la primera integral y evaluamos el resultado:

Integrales por partes
Integrales por partes

Tenemos, a ambos lados de la igualdad, la expresión Integrales por partespodemos tomarla como una incógnita en sí, agruparla y despejar:

Integrales por partes
Integrales por partes

Ya la hemos resuelto.

 

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