Sumas de Riemann - Ej.1 (Paso a paso | Cuadrática)
Summary
TLDREl video ofrece una explicación detallada sobre cómo resolver una integral definida utilizando el método de la suma de Riemann. A través de un enfoque paso a paso, el presentador guía al espectador para identificar valores clave como 'b' y 'fx', calcular el intervalo 'Δx' y aplicar la fórmula de la suma de Riemann. Se desglosan los cálculos para simplificar el integrando y se aplica la sumatoria, culminando con la toma del límite cuando 'n' tiende al infinito para obtener el resultado final. El video es una herramienta educativa para comprender mejor los conceptos de cálculo integral.
Takeaways
- 📚 El vídeo trata sobre cómo resolver una integral definida utilizando el método de la suma de Riemann.
- 🔍 Se explica que el método de la suma de Riemann puede parecer complicado, pero se desglosa en pasos claros para su comprensión.
- 📐 Se identifican los valores de 'a', 'b' y la función 'f(x)' como los primeros pasos para resolver la integral.
- 📝 Se menciona la importancia de comparar los valores de 'b' y 'f(x)' con los límites de la integral.
- ✏️ Se detalla el proceso de cálculo del intervalo 'Δx' y cómo sustituir estos valores en la fórmula.
- 📉 Se explica cómo calcular 'xᵢ' y 'f(xᵢ)', que son partes fundamentales de la fórmula de la suma de Riemann.
- 🔢 Se aborda la manipulación algebraica de las expresiones para simplificar la fórmula y facilitar los cálculos.
- 🧮 Se resalta la necesidad de aplicar propiedades de productos notables y el uso de potencias para simplificar la expresión.
- 🔄 Se describe el proceso de multiplicar el resultado de 'f(xᵢ)' por 'Δx' para obtener la suma parcial.
- 🌐 Se menciona la aplicación de la sumatoria para combinar todos los términos y obtener una expresión más compacta.
- 📉 Se explica cómo aplicar las fórmulas de sumatoria y simplificar la expresión obtenida.
- 📖 Se enfatiza la importancia de tomar el límite cuando 'n' tiende al infinito para obtener el resultado final de la integral.
Q & A
¿Qué método se utiliza para resolver la integral definida en el guion?
-Se utiliza el método de la suma de Riemann para resolver la integral definida.
¿Cuál es el primer paso al resolver la integral con el método de Riemann?
-El primer paso es identificar el valor de 'b' y el valor de 'fx' a partir de la integral proporcionada.
¿Cómo se determina el intervalo 'Δx' en el método de Riemann?
-El intervalo 'Δx' se determina como la diferencia entre 'b' y 'a', donde 'a' es el límite inferior y 'b' es el límite superior de la integral.
¿Qué es 'xᵢ' en el contexto del método de Riemann?
-'xᵢ' representa el punto de evaluación dentro del intervalo dividido, generalmente es el punto medio o el punto de corte del intervalo 'Δx'.
¿Cómo se calcula 'f(xᵢ)' en el método de Riemann?
-'f(xᵢ)' se calcula sustituyendo 'xᵢ' en la función 'f(x)' que está siendo integrada.
¿Qué significa 'n' en el método de Riemann?
-'n' representa el número de subintervalos en los que se divide el intervalo total, y se utiliza para calcular 'Δx' como '(b-a)/n'.
¿Cuál es la fórmula para el área aproximada bajo la curva usando el método de Riemann?
-La fórmula para el área aproximada es la suma de los productos de 'f(xᵢ)' y 'Δx', donde 'f(xᵢ)' es la función evaluada en cada punto 'xᵢ'.
¿Cómo se aplica la propiedad de los productos notables en el cálculo de 'f(xᵢ)'?
-Los productos notables se aplican al expandir y simplificar la expresión de 'f(xᵢ)' cuando se sustituye 'xᵢ' en la función 'f(x)'.
¿Qué es la sumatoria y cómo se usa en el método de Riemann?
-La sumatoria es una notación matemática para la suma de un conjunto de términos. En el método de Riemann, se usa para sumar el área de todos los rectángulos o trapecios que se utilizan para aproximar la integral.
¿Cómo se calcula el límite cuando 'n' tiende al infinito en el método de Riemann?
-El límite cuando 'n' tiende al infinito se calcula sustituyendo 'n' por un infinito en la sumatoria y simplificando el resultado para obtener el valor exacto de la integral.
Outlines
📚 Introducción al Método de la Suma de Riemann
El primer párrafo introduce el tema de la resolución de una integral definida utilizando el método de la suma de Riemann. Se menciona que, aunque puede parecer complicado, se puede simplificar siguiendo unos pasos específicos. Se describe el proceso de identificar los valores de 'b' y 'fx' a partir de la integral dada y cómo compararlos con los valores de la integral. Se resalta la importancia de reemplazar estos valores en la fórmula para obtener el intervalo de 'x' y se sugiere que el siguiente paso será hallar el valor de 'x' y 'y' que se utilizarán en la fórmula.
🔢 Desarrollo del Cálculo con el Método de Riemann
El segundo párrafo continúa con el desarrollo del cálculo de la integral definida. Se explica cómo reemplazar los valores hallados en la fórmula y cómo operar con las expresiones algebraicas resultantes. Se menciona la utilización de propiedades de los polinomios y fórmulas de producto notables para simplificar la expresión. El párrafo concluye con la preparación para la multiplicación de los términos 'fx' y 'delta x', que son fundamentales en el método de Riemann.
📐 Aplicación de la Sumatoria en el Método de Riemann
El tercer párrafo se centra en el paso siguiente del método, que es la aplicación de la sumatoria. Se describe cómo se introduce la sumatoria y cómo se distribuye a través de los términos relevantes. Se mencionan las propiedades de la sumatoria y cómo se aplican para simplificar la expresión. Se resalta la importancia de mantener la estructura correcta de la sumatoria y se presentan fórmulas comunes utilizadas en el proceso.
🏁 Conclusión del Método de Riemann y Límite al infinito
El último párrafo concluye el método de la suma de Riemann al aplicar el límite cuando 'n' tiende al infinito. Se describe cómo se reemplazan los términos en la sumatoria con el infinito y cómo se simplifican los términos que involucran a 'n'. Se resalta la regla de que cualquier número dividido por el infinito tiende a cero, y se aplica esto para simplificar la expresión final. El párrafo termina con la obtención de la respuesta final de la integral utilizando el método de Riemann y se invita a los espectadores a comentar si tienen dudas o consultas.
Mindmap
Keywords
💡Método de la suma de Riemann
💡Integral definida
💡Valor de b y el valor de fx
💡Intervalo de x
💡Parte por parte
💡Sumatoria
💡Límite
💡Producto notables
💡Función
💡Cálculo
Highlights
Introducción al método de la suma de Riemann para resolver integrales definidas.
Identificación del valor de 'b' y 'fx' en la integral dada.
Comparación de la integral con la fórmula de Riemann para establecer relaciones.
Determinación de los valores de 'a', 'b' y la función 'fx'.
Cálculo del intervalo de 'x' y su relación con 'n'.
Explicación del proceso para hallar 'x' y 'fx' en el contexto de la fórmula de Riemann.
Reemplazo de valores en la fórmula para simplificar el cálculo.
Cálculo de 'fx' y su representación en la fórmula de Riemann.
Manipulación algebraica para simplificar la expresión de 'fx'.
Introducción de la propiedad de los polinomios notables en el cálculo.
Multiplicación de 'fx' y el delta de 'x' según la fórmula de Riemann.
Aplicación de la sumatoria en la fórmula de Riemann.
Reemplazo de sumatorias con fórmulas comunes para su simplificación.
Cálculo y simplificación de la sumatoria para obtener una expresión más manejable.
Aplicación del límite cuando 'n' tiende al infinito para resolver la integral.
Conclusión del cálculo y presentación del resultado final de la integral.
Comparación del método de la suma de Riemann con el tradicional de reglas de integración.
Invitación a los espectadores para realizar consultas o dudas en los comentarios.
Transcripts
hola amiga cómo están el día de hoy
vamos a resolver una integral definida
pero lo vamos a resolver utilizando el
método de la suma de rima que si bien
parece un poco complicado van a ver que
no es tanto siguiendo unos pasos que en
un momento lo vamos a ver
[Música]
para resolver este enterar por la forma
de harriman vamos a seguir unos pasos
que he puesto por acá ya primero vamos a
identificar el valor de el valor de b y
el valor de fx que desde esta integral
de acá si bien a castel a aplaste el bei
y acá está el fx entonces esto lo tengo
que comparar como integral que tengo acá
no se dan cuenta este menos 2 bien seré
la el 3 que está acá arriba mírense el b
y éste fx viene a ser toda esta parte de
acá entonces esto voy a notarlo acá el a
sería igual a menos 2
el be be de ser igual a 3 y el fx viene
a ser igual todo esto qué es
- x cuadrado más x 6
y luego vamos a hallar este valor que es
el intervalo de x no o es una una
pequeña diferencia de xl con sol es
decir ya entonces esto simplemente
reemplazar estos datos si éste
va a ser igual a b que ya pusimos por
acá que es 3 menos a que es menos 2
vamos a ponerle el paréntesis ya sobre
nn si no lo vamos a reemplazar vamos a
dejarlo así ok entonces tres menos menos
2 sería 5
/ n entonces ya tenemos este valor luego
vamos a hallar el xy ya este porque
hemos hallado porque esto aparece acá en
la fórmula entonces lo que estamos
haciendo es hallar parte por parte de la
fórmula para ir calculando todo poco a
poco primero hemos hallado esto que es
acá está le vamos a hallar este x y que
estará metido dentro ya y sx y tiene
esta fórmula entonces si no reemplazamos
el xv el día será igual a que sea está
cada vez menos 2 más el triangulito de
que vamos a ponerle pero es una
diferencia de que es un elemento de x ya
que es 5 entre n acá le hemos calculado
5 / n por y eso y lo dejamos así nada
más
para poner el 5 bonito
y hasta luego vamos a calcular este fx y
qué es esto está fx que hemos puesto
pero en vez de equis vamos a colocarle
equis y entonces como quedaría sería fx
si sería en vez de equis colocaremos
aquí sino que sería menos equis y al
cuadrado más x y y más 6 está bien ya
ahora este x si que hemos puesto lo
tenemos que reemplazar por esto que
hemos hallado acá se dan cuenta y el x
igual de toda esta expresión ya entonces
cómo quedaría sería
el fx y sería igual a menos en vez de xy
vamos a colocar todo esto entonces sería
abrimos un paréntesis que haría menos 2
+ 5 entre n y todo eso al cuadrado no
porque éste exista al cuadrado ya más
otra vez x tíos ya todas veces todo acá
vamos a poner en parís otra vez menos
dos más
5 / n
y si y al final queda más 6
y esto vamos a operar un poquito más si
acá lo vamos a operar por ejemplo este
controlador acá quería efe
de xy igual y este el menos que esté
menos de acá y acá tienen que acordarse
de la propiedad de de pronto notables
que es un vino me al cuadrado que sería
éste acá menos 2 al cuadrado más donde
nos vamos abrir paréntesis ya sería
menos 2 al cuadrado ya más dos veces
esto por esto sea más dos veces menos
dos por cinco entre sí y más
el segundo término que es
5 / n y todo esto al cuadrado si toda
esta parte de acá es la resolución de
este binomio al cuadrado ya revisaron
sus fórmulas de producto notables ahí lo
van a encontrar si llamas
y acá no hay nada que hacer simplemente
este
no desaparece
más con menos sería menos no sería menos
2
más con más sería más fría más 5 / n iv
y más 6 y ahora vamos a operar un
poquito estoy acá sería efe de xy es
igual la vamos a seguir poniendo en el
menos fiel paréntesis para pegar un poco
lo que está dentro del paréntesis menos
al cuadrado sería 4 si acá sería 2 x
menos 2 es menos 4 y menos cuatro por 5
sería menos 20 todos quedaría menos 20
entre n que se extiende que está acá y
por el lic y está ahí sí y acá también
como es todo esto es esto un término al
cuadrado cada uno de éstos va a estar al
cuadrado sería más 5 al cuadrado sería
25 entre en al cuadrado que es n
cuadrado por él y al cuadrado que viene
a ser y al cuadrado si ya sabemos que
paréntesis y el casería cooperamos
también yo creo que tenemos el menos 2
con el más 6 sería menos 2 + 6 sería más
4
y que quede acá sobrando el más 5 entre
n iv
y entonces este ahora esté menos lo
vamos a introducir al paréntesis a cada
término que está dentro del paréntesis
sería efe de xy igual sería menos 4
menos con menos sería más 20 entre n y
menos comas sería menos 25 entre n
cuadrado y cuadrado ya quedaría más 4
más 5 entre n iv ok y acá vemos si
podemos esperar un poco más vemos que si
por ejemplo este menos 4 que está acá no
se puede ir con este más 4 no se restan
y quedaría 0 y también vemos por ejemplo
que este 20 entre n iv y 5 entrene y
tiene y entre n ii entre entonces estos
números 25 se pueden sumar si nos
quedaría
fx y quedaría 20 5 que daría 25 entre n
por y no y ya me sería solamente el de
acá que sería menos 25 y entre en el
cuadrado y cuadrado sí entonces eso es
lo máximo que podemos reducir
simplificar ya y siempre que tratar que
el fx y siempre tenga dividiendo la sen
es que no tenga n multiplicando arriba y
no se decía lo siguiente vocero en la
siguiente pesaje bueno aquí he puesto lo
que ya hemos hallado el fx y el delta de
x que fue una de las primeras cosas que
hemos hallado entonces lo siguiente que
tecnología es la multiplicación de esos
dos porque en nuestra fórmula tenemos
que multiplicar estos dos entonces por
eso lo vamos a multiplicar entonces cómo
quedaría no sería fx y por el
triangulito de equis o el delta de equis
igual a fx y que es todo esto vamos a
poner un paréntesis sería 25
dn
-25 entre en el cuadrado y cuadrado y
todo esto por el 5 entre n si entonces
esto va a pasar a multiplicar a cada uno
de estos nos vamos a poner así sería
hasta 625 entre n
bolt y ya y por estoy acá que sería 5 /
n menos ahora esté acá
por el cuadrado ya y por el 5 entre n
y cómo quedaría quedaría 25 por 5 sería
125 entre n cuadrado por y no en el
cuadrado porque n por n puede ser
declarado sí ya que sería menos acá
también 25 por 5
también sería 125 acá va a ser en el
cuadrado por ende va a ser en el cubo y
que haría él y al cuadrado entonces ya
hemos sellado estoy acá lo siguiente que
vamos a hacer el sexto paso va a ser
aplicar la sumatoria esta sumatoria como
ya hemos fallado todo esto ahora vamos a
ver toda esta parte de acá que es esto
y lo que vamos a hacer de los siguientes
vamos a poner acá
ha copiado nuevamente sería igual a 1
entre en asia n de todo esta parte ya
que es esto que lo que hemos hallado
hace un momento un punto así sería 125 y
entre n cobrado menos
125 en el cubo ahora y cuadrado ya
entonces hemos reemplazado en vez de
colocar todo esto hemos puesto esto que
lo que hemos sellado previamente ahora
esta sumatoria lo voy a colocar a cada
uno de los términos puede puede entrar
es una propiedad la sumatoria y entrar a
cada término conocería
sumatoria de y igual a 1 hasta n de 125
entre n cuadrado por y para menos ahora
está también con la otra sería sumatoria
de igual a 1 hasta n de 125
en el cubo x y cuadrado si acaba poner
al costado ya ahora y acá solamente
vamos a dejar lo que tiene y es como si
nuestra variable solamente fuera y
entonces este 125 en tren de cuadrados
puedo sacarlo fuera de la sumatoria nos
quedaría 125 entre n cuadrado por
sumatoria de igual a 1 hasta n de y si y
acá hacemos lo mismo este 125 en 3d como
los vemos acá atrás de la sumatoria
sería menos
125 entre el score
reformatoria de igual a 1 hasta n de iu
al cuadrado si éste es cubo ya y así es
como no tienen que dejar tienen que
procurar que siempre la sumatoria
solamente que con el línea sea y solita
hoy cuadrado también les puede pasar y
al cubo ya ahora lo que continúa voy a
ponerlo en la parte allá entonces no
sabía que dado que esta parte que estaba
acá solamente la sumatoria es igual a
todo esto ya ahora estas dos partes de
acá esto
y esto estado sumatorias son fórmulas
son propiedades que es las que están
apareciendo ahí ahí voy a poner tres de
las fórmulas más usadas en sumatoria de
rima ya y eso estamos reemplazarlas por
las que aparecen ahí entonces yo voy a
poner esto vamos en todo esto va a ser
igual si a 125 entre n cuadrado ya y
ponemos por la cual es la fórmula de
esta sumatoria solamente del i es n
porque n 1 sobre 2 si y ahora menos 125
entre en el cubo por del cuadrado ahí
aparece es n por n 1 por 2 n 1
sobre 6
ok entonces y ahí esto vamos a resolver
un poco por ejemplo a firmar acá sería
125 ya entre n cuadrado
y esto va a fundar así que sería vas a
multiplicar sería en el cuadrado más n
sobre 2 que solamente pasa a multiplicar
el de acá menos 125 y entre n cubo y acá
puedo multiplicar este primero esta
parte que sería en de cuadrado más n no
sea este paso por acá y pasa por acá sí
y qué haría en el cuadrado más n y todo
esto sigue estando multiplicando por el
'caso 12 n 1
y todo esto sobre 6
ok y luego lo que puedo hacer es juntar
esto y así sería 125
por anne cuadrado más n entre
este 2 voy a ponerlo debajo de 125 y
está en el agua ponerlo debajo de éste
solamente lo estoy acomodando para que
vean lo que voy a hacer y lo mismo voy a
hacer acá si puedo colocar este seis
debajo 125
ya entre entre el 6 para poner acá entre
6
y todo esto que voy a aprovechar a
multiplicar sería n cuadrado por 12 ene
sería 2 en un cubo este por éste sería
más en el cuadrado l n por el 12 ene
serían más 2 l cuadrado y ln por el 1
sería más n y aquí todo esto entre en de
cuba sí estoy acomodando un número con
un número debajo y lo hacen es con el n
a debajo igual acá ya ahora lo que voy a
hacer es lo siguiente
hacer este este va a quedar igual a 125
y entre 2 esté en el cuadrado
voy a pasarlo a cada uno de los términos
se va a quedar en el cuadrado entre en
el cuadrado se está entre este más con
el otro esté n entre el indi cuadrado si
acaba que era igual menos 125 entre 6 lo
que voy a hacer lo mismo ya lo que sí
tienen que hacer cuenta primero queda
como acá tengo en el cuadrado manu sande
cuadrado
estoy acá sería
3 n cuadrados para no copiar nuevamente
solamente por la suma entonces quedaría
3 12 en el cubo entre n
ya estos dos que estresan de cuadrados
verlo acá 3 n cuadrado también entre el
likud y sobre el n siendo más n entre en
el cubo
y ahora vamos a simplificar las eles por
ejemplo acá sería
125 entre 2 por n / l
vamos a ver acá n entre en ese sería uno
si los que hay uno
más acá se va un n común n y quedaría
uno entre n
si al menos 125 entre 6 por ahora
también este n con éste en s bahn y sólo
quedaría 2 si más n cuadrado con n se va
a decorar y acá se va 12 n si solamente
quedaría uno sería 3 entre n y acá
quedaría hay un n arriba y 13 en esa
bajos se simplifica y quería uno entre
en licuados y lo que parece esto
en el círculo verde cómo se va a ser un
cuadrado quedaría uno y acá se va esto
2 una vez que llegamos hasta acá
teniendo las n dividiendo y no hagan
ninguna n en la parte de arriba en el
numerador solamente todas las series
deben estar dividiendo ya vamos a
aplicar el paso 7
y pasó siento que debía aplicar el
límite ya todo el completo sí que es
hallar el límite
cuando n tiende al infinito de la
sumatoria que acabamos de hallar
por esto todo el completo todo esto toda
esta parte de acá para acá que es esto
que lo que está acá pues solamente vamos
a copiar sería el límite cuando entiende
el infinito de toda esta parte que es
esto vamos a cambiar sería 125 entre 2
ya lo copié es todo esto del cable
y todo esto es esto y acá vamos a
reemplazar este n al infinito vamos a
empezar en cada n que está acá entonces
si empezamos esto acá da viene sería 125
entre dos por uno más uno entre infinito
si menos 125 entre seis por dos más tres
entre infinito y más uno entre infinito
al cuadrado si ya y lo que tienen que
recordar al aplicar límites con el
infinito que un número entre infinito
siempre va a ser cero tal como aparece
ahí entonces este número entre infinito
va a ser cero que esté acá también va a
ser cero y este acá también va a ser
cero así este infinito al cuadrado sigue
siendo infinito y también un número
entre y bonito va a ser cero entonces
como quedaría
todo esto quedaría 125 entre 2 por acá
solamente me quedaría 1 porque este 0 no
hay 101 menos 125 entre 6 que costaría 2
100 sigue siendo 2 sí entonces ya
operamos esta calculadora no va a ser
125 entre 2 225 entre 3 no porque casi
la mitad mitad ya quedaría 3 ya pues sí
eso lo colocamos en la cuadra y meis y
nos va a quedar
125
entre 6 y ahí esa es la respuesta
a esta integral pero aplicando por su
con la suma de rayman si ustedes colocan
es una reguladora o lo hacen con el
método tradicional que es con las reglas
de integración me va a salir igualito
bueno amigos espero que les haya servido
este ejercicio este vídeo creo que se ha
sido un poquito largo la solución y
cualquier duda que tengan este problema
cualquier consulta la pueden hacer aquí
en los comentarios y nada espero que os
haya gustado así que hasta el próximo
vídeo
[Aplausos]
[Música]
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