Cómo integrar por partes: qué elegir como u y como dv (regla ALPES) y ejercicios resueltos paso a paso.
La integración por partes sirve para integrales de productos de funciones de distinto tipo, como xex o xlnx. Se elige una parte como u (la que se simplifica al derivarla) y el resto como dv.
Un truco para elegir u es la regla ALPES: Arcos, Logaritmos, Polinomios, Exponenciales y Senos (y cosenos), en ese orden de preferencia.
Fórmulas
Por partes∫udv=uv−∫vdu
Ejercicios resueltos
Intenta resolver cada ejercicio y después abre la solución. Todas las soluciones están hechas y comprobadas con el motor de Lyz Math.
1
Ejercicio 1
∫xexdx
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Resultado ✓ Verificado
∫xexdx=xex−ex+C
Queremos calcular:
∫xexdx
Integración por partes:∫udv=uv−∫vdu. Elegimos u=x y dv=exdx.
¿Por qué? Sale de la regla del producto: (uv)′=u′v+uv′. Sirve cuando hay un producto y al derivar uno de los factores se simplifica (la regla ALPES ayuda a elegirlo).
Entonces du=dx y v=∫exdx=ex.
Aplicamos la fórmula:
∫xexdx=xex−∫exdx
Integral exponencial:∫exdx=ex y ∫axdx=lnaax.
∫exdx=ex
¿Por qué? Las integrales inmediatas son las derivadas conocidas leídas al revés: si (sinx)′=cosx, entonces ∫cosxdx=sinx+C.
Resultado de la integración por partes:
∫xexdx=xex−ex
Sumamos la constante de integraciónC:
∫xexdx=xex−ex+C
¿Por qué? Al derivar, las constantes desaparecen. Por eso, al integrar, no sabemos qué constante había: se escribe +C para indicar que vale cualquiera.
2
Ejercicio 2
∫xln(x)dx
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∫xln(x)dx=2x2ln(x)−4x2+C
Queremos calcular:
∫xln(x)dx
Integración por partes:∫udv=uv−∫vdu. Elegimos u=ln(x) y dv=xdx.
¿Por qué? Sale de la regla del producto: (uv)′=u′v+uv′. Sirve cuando hay un producto y al derivar uno de los factores se simplifica (la regla ALPES ayuda a elegirlo).
Entonces du=x1dx y v=∫xdx=2x2.
Aplicamos la fórmula:
∫xln(x)dx=2x2ln(x)−∫2xdx
Factor constante: sacamos 21 fuera de la integral.
∫2xdx=21∫xdx
¿Por qué? Un número que multiplica no cambia la forma de la función, solo la escala; se saca fuera y se multiplica al final.
Regla de la potencia:∫xndx=n+1xn+1 (con n=−1).
∫xdx=2x2
Resultado de la integración por partes:
∫xln(x)dx=2x2ln(x)−4x2
Sumamos la constante de integraciónC:
∫xln(x)dx=2x2ln(x)−4x2+C
¿Por qué? Al derivar, las constantes desaparecen. Por eso, al integrar, no sabemos qué constante había: se escribe +C para indicar que vale cualquiera.
En Lyz Math también puedes verlo con: Cambio de variable.
3
Ejercicio 3
∫xcos(x)dx
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∫xcos(x)dx=xsin(x)+cos(x)+C
Queremos calcular:
∫xcos(x)dx
Integración por partes:∫udv=uv−∫vdu. Elegimos u=x y dv=cos(x)dx.
¿Por qué? Sale de la regla del producto: (uv)′=u′v+uv′. Sirve cuando hay un producto y al derivar uno de los factores se simplifica (la regla ALPES ayuda a elegirlo).
Entonces du=dx y v=∫cos(x)dx=sin(x).
Aplicamos la fórmula:
∫xcos(x)dx=xsin(x)−∫sin(x)dx
Integral del seno:∫sinxdx=−cosx.
∫sin(x)dx=−cos(x)
¿Por qué? Las integrales inmediatas son las derivadas conocidas leídas al revés: si (sinx)′=cosx, entonces ∫cosxdx=sinx+C.
Resultado de la integración por partes:
∫xcos(x)dx=xsin(x)+cos(x)
Sumamos la constante de integraciónC:
∫xcos(x)dx=xsin(x)+cos(x)+C
¿Por qué? Al derivar, las constantes desaparecen. Por eso, al integrar, no sabemos qué constante había: se escribe +C para indicar que vale cualquiera.
4
Ejercicio 4
∫ln(x)dx
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Resultado ✓ Verificado
∫ln(x)dx=xln(x)−x+C
Queremos calcular:
∫ln(x)dx
Integración por partes:∫udv=uv−∫vdu. Elegimos u=ln(x) y dv=1dx.
¿Por qué? Sale de la regla del producto: (uv)′=u′v+uv′. Sirve cuando hay un producto y al derivar uno de los factores se simplifica (la regla ALPES ayuda a elegirlo).
Entonces du=x1dx y v=∫1dx=x.
Aplicamos la fórmula:
∫ln(x)dx=xln(x)−∫1dx
Integral de una constante:∫cdx=cx.
∫1dx=x
¿Por qué? Las integrales inmediatas son las derivadas conocidas leídas al revés: si (sinx)′=cosx, entonces ∫cosxdx=sinx+C.
Resultado de la integración por partes:
∫ln(x)dx=xln(x)−x
Sumamos la constante de integraciónC:
∫ln(x)dx=xln(x)−x+C
¿Por qué? Al derivar, las constantes desaparecen. Por eso, al integrar, no sabemos qué constante había: se escribe +C para indicar que vale cualquiera.
5
Ejercicio 5
∫x2exdx
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Resultado ✓ Verificado
∫x2exdx=x2ex−2xex+2ex+C
Queremos calcular:
∫x2exdx
Integración por partes:∫udv=uv−∫vdu. Elegimos u=x2 y dv=exdx.
¿Por qué? Sale de la regla del producto: (uv)′=u′v+uv′. Sirve cuando hay un producto y al derivar uno de los factores se simplifica (la regla ALPES ayuda a elegirlo).
Entonces du=2xdx y v=∫exdx=ex.
Aplicamos la fórmula:
∫x2exdx=x2ex−∫2xexdx
Integración por partes:∫udv=uv−∫vdu. Elegimos u=2x y dv=exdx.
Entonces du=2dx y v=∫exdx=ex.
Aplicamos la fórmula:
∫2xexdx=2xex−∫2exdx
Factor constante: sacamos 2 fuera de la integral.
∫2exdx=2∫exdx
¿Por qué? Un número que multiplica no cambia la forma de la función, solo la escala; se saca fuera y se multiplica al final.
Integral exponencial:∫exdx=ex y ∫axdx=lnaax.
∫exdx=ex
¿Por qué? Las integrales inmediatas son las derivadas conocidas leídas al revés: si (sinx)′=cosx, entonces ∫cosxdx=sinx+C.
Resultado de la integración por partes:
∫2xexdx=2xex−2ex
Resultado de la integración por partes:
∫x2exdx=x2ex−2xex+2ex
Sumamos la constante de integraciónC:
∫x2exdx=x2ex−2xex+2ex+C
¿Por qué? Al derivar, las constantes desaparecen. Por eso, al integrar, no sabemos qué constante había: se escribe +C para indicar que vale cualquiera.
6
Ejercicio 6
∫exsin(x)dx
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Resultado ✓ Verificado
∫exsin(x)dx=−22excos(x+4π)+C
Queremos calcular:
∫exsin(x)dx
Integración por partes cíclica: al aplicar partes dos veces vuelve a aparecer la integral original I, así que podemos despejarla.
¿Por qué? A veces, al aplicar partes dos veces, vuelve a salir la integral del principio. Entonces se trata como una ecuación con incógnita I y se despeja.
Partes con u=sin(x) y dv=exdx.
Partes con u=cos(x) y dv=exdx.
Despejando I:
∫exsin(x)dx=2exsin(x)−2excos(x)
Simplificamos:
2exsin(x)−2excos(x)=−22excos(x+4π)
¿Por qué? Simplificar no cambia el valor: se escribe lo mismo de forma más corta (agrupando términos, cancelando factores…), para que sea más fácil leerlo y seguir operando.
Sumamos la constante de integraciónC:
∫exsin(x)dx=−22excos(x+4π)+C
¿Por qué? Al derivar, las constantes desaparecen. Por eso, al integrar, no sabemos qué constante había: se escribe +C para indicar que vale cualquiera.