6.8
Una integral con función no racional es difícil de evaluar usando métodos estándar.
Consideremos una varilla cuya densidad de masa lineal se da en términos de densidad lineal constante, una longitud característica y la distancia desde el lado izquierdo.
El objetivo es encontrar la masa de la varilla, lo que requiere integrar esta función de densidad a lo largo de la longitud de la varilla.
Las raíces cúbicas complican la integral, por lo que una sustitución racionalizadora resulta útil.
Introducir una nueva variable u, definida como u igual a la raíz cúbica de x, convierte la expresión en una forma racional. De esto, x puede tomarse como el cubo de u, y el diferencial dx se deduce en consecuencia. Los límites de integración se ajustan para ajustarse a la nueva variable.
Sustituyendo estas expresiones en la integral se obtiene una ecuación escrita enteramente en términos de u. Tras hacer las suposiciones, la integral se simplifica a una forma polinómica simple.
Esta integral transformada es más manejable, y la división larga polinómica ayuda a simplificar la función racional resultante.
Tras reescribir la expresión en términos de u, evaluar la integral con los límites actualizados da la masa total de la varilla.
De este modo, la integral se resuelve mediante la sustitución racionalizante.
Las integrales que involucran funciones no racionales suelen ser difíciles de evaluar con técnicas estándar, especialmente cuando aparecen radicales e…
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