Ii
CAL1 • Integrales
CAL1_INT_095
Guía de ejercicios
Enunciado
Evaluar la integral indefinida:
$$ \int \frac{dx}{1 + e^{-x}} $$
$$ \int \frac{dx}{1 + e^{-x}} $$
Solución Paso a Paso
1. Análisis de los datos:
Se nos presenta una integral que involucra una función exponencial con exponente negativo en el denominador. Para facilitar la integración, buscaremos una forma más simple mediante manipulación algebraica.
2. Propiedades y fórmulas usadas:
3. Desarrollo paso a paso:
Primero, multiplicamos tanto el numerador como el denominador por $e^x$ para eliminar el exponente negativo:
$$ \int \frac{dx}{1 + e^{-x}} = \int \frac{e^x \cdot dx}{e^x(1 + e^{-x})} = \int \frac{e^x}{e^x + 1} dx $$
Ahora, aplicamos un cambio de variable (sustitución):
Sea $u = e^x + 1$.
Derivando respecto a $x$: $du = e^x dx$.
Sustituyendo estos valores en la integral original:
$$ \int \frac{1}{u} du $$
Aplicamos la regla de integración para el logaritmo natural:
$$ \ln|u| + C $$
Finalmente, volvemos a la variable original $x$:
$$ \boxed{\ln(e^x + 1) + C} $$
Nota: No se requiere valor absoluto ya que $e^x + 1$ siempre es positivo.
Se nos presenta una integral que involucra una función exponencial con exponente negativo en el denominador. Para facilitar la integración, buscaremos una forma más simple mediante manipulación algebraica.
2. Propiedades y fórmulas usadas:
- Propiedad de exponentes: $e^{-x} = \frac{1}{e^x}$
- Integral de la forma: $\int \frac{du}{u} = \ln|u| + C$
- Método de sustitución u-v.
3. Desarrollo paso a paso:
Primero, multiplicamos tanto el numerador como el denominador por $e^x$ para eliminar el exponente negativo:
$$ \int \frac{dx}{1 + e^{-x}} = \int \frac{e^x \cdot dx}{e^x(1 + e^{-x})} = \int \frac{e^x}{e^x + 1} dx $$
Ahora, aplicamos un cambio de variable (sustitución):
Sea $u = e^x + 1$.
Derivando respecto a $x$: $du = e^x dx$.
Sustituyendo estos valores en la integral original:
$$ \int \frac{1}{u} du $$
Aplicamos la regla de integración para el logaritmo natural:
$$ \ln|u| + C $$
Finalmente, volvemos a la variable original $x$:
$$ \boxed{\ln(e^x + 1) + C} $$
Nota: No se requiere valor absoluto ya que $e^x + 1$ siempre es positivo.