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T5 - ej 72 - Contenido educativo
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Vamos a ver el último caso de funciones racionales, que es cuando el denominador nos va a dar raíces complejas, ¿vale?
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Vamos a resolver x cuadrado menos 2x más 5 igual a 0, resolvemos la ecuación, x igual a menos b más menos raíz cuadrada de b cuadrado que es 4,
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menos 4ac es menos 20
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partido de 2a
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esto es 2 más menos la raíz de menos 16
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partido por 2
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en los reales no tiene solución
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pero en los complejos sí
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la solución sería 2 más menos 4i
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partido de 2
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o lo que es lo mismo
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1 más menos 2i
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entonces, ¿qué vamos a hacer cuando al resolver
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o sea, al calcular las raíces del denominador en una función racional, lo que obtenemos son números complejos.
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Vale, pues no nos tenemos que asustar.
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Lo que vamos a hacer es transformar esta ecuación, perdón, esta integral en la suma de dos integrales.
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Una va a ser una integral logarítmica y la otra va a ser un arco tangente.
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Vale, entonces, para poder llegar, o sea, para poder hacer eso, tenemos que recordar una serie de cosas,
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de conceptos, una sobre los números complejos que no sé si
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lo visteis el año pasado o no, pero hacéis un acto de fe
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es decir, voy a poner otro color, si tenemos la ecuación
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ax cuadrado más bx más c
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igual a cero y al resolverlo obtenemos
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las soluciones conjugadas alfa
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soluciones complejas conjugadas alfa más beta por y
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Entonces lo que ocurre es que el polinomio ax cuadrado más bx más c se podía factorizar como a por todo el a que multiplica x menos la parte real que es alfa al cuadrado más la parte imaginaria al cuadrado.
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¿Vale? No sé si esto lo visteis el año pasado o no, pero hacemos el acto de fe.
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En nuestro caso el polinomio que tenemos es mónico, es decir, es cuando el coeficiente principal es 1,
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y en este caso si a es igual a 1, lo que obtenemos es que x cuadrado más bx más c
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es simplemente igual a x menos alfa al cuadrado más beta, ¿vale? Al cuadrado.
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Bien, pues esto es lo que vamos a utilizar por un lado para transformarlo en un arco tangente
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Porque voy a poner aquí a la derecha, vamos a poner lo que era el arco tangente
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Voy a ver si me lo sumo y luego me lo pega, me lo ha cogido muy abajo
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Vale, aquí ya lo tenía escrito
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Bien, pues a ver, la integral de u' diferencial de x partido por a cuadrado más u cuadrado
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Es justamente un arco tangente
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Fijaos, aquí en el denominador que tengo a cuadrado más u cuadrado
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Que es un poco lo que acabamos de poner aquí
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Bueno, pues en estas cosas, en las dos partes que he escrito en verde
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Es en lo que nos vamos a basar para resolver estas integrales cuando tenemos raíces complejas
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Pero para llegar a ello tenemos que jugar un poquito
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¿Cómo vamos a jugar? Bueno, pues por un lado, lo primero
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Vamos a transformarlo, hemos dicho que va a ser un logaritmo y un arco tangente
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Para un logaritmo, si mi denominador es x cuadrado menos 2x más 5
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Yo arriba, para que sea un logaritmo, necesito tener la derivada
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La derivada es 2x menos 2, ¿vale?
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Pero lo que tengo es un más 1
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Bueno, pues jugamos como hacíamos con los límites
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he puesto un menos 2, pues sumo un más 2, y así es como si no hubiera hecho nada,
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y que tengo que añadir el más 1 que teníamos, diferencial de x.
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Y ahora esto me queda integral de, lo voy a dividir en dos sumandos,
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por un lado el 2x menos 2, partido por el x cuadrado menos 2x más 5, ¿vale?
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más el otro sumando, que voy a poner lo que me falta,
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o sea, lo que no he puesto, este más 1 y el más 2, que hace un 3,
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partido de x cuadrado menos 2x más 5, diferencial de x.
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Y entonces, ¿qué hemos transformado?
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La primera función que teníamos, la función racional inicial,
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en una suma de dos fracciones.
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El primer sumando es un logaritmo, que es lo que lo hemos transformado igual, así, lo voy a poner aquí abajo, esto es el logaritmo neperiano de x cuadrado menos 2x más 5, ¿vale?
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Para eso nos hemos inventado ese menos 2 que no teníamos.
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¿Y qué me queda después? Pues más 3 veces la integral de ¿quién?
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El 3 lo he sacado fuera, ¿vale? Para que me quede 1 partido de este denominador,
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pero en lugar de poner este denominador vamos a aplicar esta formulita, ¿vale?
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Es decir, aquí hemos calculado la raíz y ahora lo que tengo es que el x cuadrado menos 2x más 5
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Lo vamos a factorizar, sabemos quiénes son mi alfa y mi beta
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El alfa es 1 y el beta es 2
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Lo vamos a poner como x menos parte real al cuadrado
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Más la parte imaginaria que es 2 al cuadrado
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Y veis que lo que yo acabo de escribir es como la formulita del arco tangente
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Que hemos puesto antes
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Luego aquí que me queda voy a poner primero el 2 al cuadrado
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más el x menos 1 al cuadrado diferencial de x
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y justamente es la misma fórmula aplícola del arco tangente
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y entonces esto es logaritmo neperiano
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de valor absoluto x cuadrado menos 2x más 5
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más 3 veces y lo que tengo es el arco tangente
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la a vale 2 y la función u es x menos 1
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ya que la derivada de x menos 1 es 1, por lo tanto aquí sería el 1 partido por a es dividir por 2 por el arco tangente de la función u que es x menos 1 dividido por a que es 2 más k.
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Y ya estaría resuelta. Entonces fijaos que lo que nos hemos basado es en la parte que os he puesto verde.
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por un lado en cómo podemos factorizar calculando las raíces complejas
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y por otro lado utilizando la integral de un arcotangente.
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- Materias:
- Matemáticas
- Etiquetas:
- Ejercicios resueltos
- Niveles educativos:
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- Segundo Curso
- Subido por:
- Francisca Beatriz P.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
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- 19
- Fecha:
- 7 de diciembre de 2025 - 10:40
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES IGNACIO ALDECOA
- Duración:
- 07′ 18″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 17.92 MBytes