I
CAL2 • Integrales
CALC_BEE_150
MIT Integration Bee 2014
Enunciado
Evalúe la siguiente integral:
$$\int_{-9}^{9} \sin(\sqrt[3]{x}) \, dx$$
$$\int_{-9}^{9} \sin(\sqrt[3]{x}) \, dx$$
Solución Paso a Paso
1. Análisis de Simetría:
Observamos que el intervalo de integración $[-9, 9]$ es simétrico respecto al origen. Analicemos si la función $f(x) = \sin(\sqrt[3]{x})$ es par o impar.
Una función es impar si $f(-x) = -f(x)$.
Sustituyendo $-x$:
$$f(-x) = \sin(\sqrt[3]{-x})$$
Como la raíz cúbica conserva el signo: $\sqrt[3]{-x} = -\sqrt[3]{x}$.
$$f(-x) = \sin(-\sqrt[3]{x})$$
Dado que la función seno es impar ($\sin(-\theta) = -\sin \theta$):
$$f(-x) = -\sin(\sqrt[3]{x}) = -f(x)$$
2. Propiedad de Integrales:
Para cualquier función impar $f(x)$ integrada sobre un intervalo simétrico $[-a, a]$:
$$\int_{-a}^{a} f(x) \, dx = 0$$
Resultado Final:
Debido a la imparidad de la función y la simetría del intervalo, la integral es $0$.
Observamos que el intervalo de integración $[-9, 9]$ es simétrico respecto al origen. Analicemos si la función $f(x) = \sin(\sqrt[3]{x})$ es par o impar.
Una función es impar si $f(-x) = -f(x)$.
Sustituyendo $-x$:
$$f(-x) = \sin(\sqrt[3]{-x})$$
Como la raíz cúbica conserva el signo: $\sqrt[3]{-x} = -\sqrt[3]{x}$.
$$f(-x) = \sin(-\sqrt[3]{x})$$
Dado que la función seno es impar ($\sin(-\theta) = -\sin \theta$):
$$f(-x) = -\sin(\sqrt[3]{x}) = -f(x)$$
2. Propiedad de Integrales:
Para cualquier función impar $f(x)$ integrada sobre un intervalo simétrico $[-a, a]$:
$$\int_{-a}^{a} f(x) \, dx = 0$$
Resultado Final:
Debido a la imparidad de la función y la simetría del intervalo, la integral es $0$.