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Cálculo para ingenierías

$708

Hay existencias

Autor:  ARBOLEDAS, David

Páginas:   392

Año:   2014

Edición:   1

Editorial:  Alfaomega

Apoyos:   

Presentación:  https://youtu.be/yxVqP5zPnus

E-Book:  https://www.alfaomegaeditor.com.mx/default/calculo-para-ingenierias-5213.html

Nivel:  

Encuadernación:  Rústica

Hay existencias

ISBN: 9786076221457 Categoría:

Descripción

Se ha diseñado para ser usado como libro de texto de un curso formal de Cálculo en Bachillerato Científico y de cualquier Ingeniería, presenta las herramientas básicas del Cálculo de manera absolutamente clara, ofrece al estudiante la manera de apropiarse de los conocimientos que le permitirán profundizar en cualquier rama de las ciencias con una solvencia asegurada.

El texto está presentado de un modo completamente didáctico, como si un profesor acompañara en su lectura, con ejemplos de los conceptos que van surgiendo, ordenados según su dificultad, se aportan anotaciones al margen, para recordar conocimientos previos que son necesarios para la comprensión del apartado que se está tratando, y se amplía la visión de los conceptos abordados, una vez que estos han quedado asimilados por el estudiante.

Los conceptos matemáticos que se exponen en el texto están estructurados del modo clásico, es decir, mediante una secuencia de definiciones, axiomas, proposiciones, teoremas y corolarios, con sus correspondientes demostraciones.

En cada capítulo, en primer lugar se alude a un problema de la vida cotidiana (de la naturaleza, de la economía, de la física) del que surgirán conceptos a estudiar, convirtiéndolos en necesarios y, a partir de su resolución empírica, se

Se propone la utilización del programa de código abierto wxMaxima para la visualización gráfica de los contenidos o para la ejecución de algunos algoritmos que ayudan en los procedimientos del Cálculo. Para ello, se explica desde el comienzo cómo instalar el programa, de qué herramientas dispone y cuál es su utilización y, por último, cómo sacarle el máximo provecho para el entendimiento y uso de la materia que nos ocupa.

Es un texto escrito con la seriedad y el rigor que el Cálculo merece y no como un mero manual para aprobar exámenes.

Ventajas competitivas

  • Para los docentes se encuentran disponibles la solución completa de todos los problemas propuestos en el libro. La obra dispone de un solucionario que el profesor podrá solicitar con el representante de la editorial, en su localidad.
  • El software wxMaxima puede descargarse de http://sourceforge.net/projects/wxmaxima/files/wxMaxima/13.04.2/wxMaxima-13.04.2.tar.gz/download

Conozca

  • Cómo los modelos matemáticos permiten ajustar un conjunto de datos del mundo real.
  • Qué representan los límites infinitos y en el infinito y su relación con las asíntotas.
  • Cómo hallar la función derivada de cualquier función.
  • Como trabajar con el programa wxMaxima.
  • La integral definida
  • Diversas técnicas de integración, para reducir una integral a una serie de integrales inmediatas

Aprenda

  • Cómo identificar cuándo una expresión es una función.
  • Cómo escribir la derivada de una función como un límite.
  • Cómo se relacionan los límites con las derivadas.
  • Cómo hallar los intervalos de crecimiento de una función y los intervalos de crecimiento de una función.
  • A Resolver problemas de optimización y capacidad máxima.
  • A expresar el área bajo la curva.
  • A hallar integrales definidas como límites de las sumas de Rienmann.
  • Como aproximar una integral definida, cuando sea imposible hallar una antiderivada.
  • Diferentes métodos para encontrar integrales de funciones trigonométricas.
PRÓLOGO …………………………………………………………………………………………………………. 1
1. LAS FUNCIONES ………………………………………………………………………………….. 5
1.1 FORMAS DE REPRESENTACIÓN ……………………………………………………………….. 5
1.1.1 Representación de funciones …………………………………………………………………….. 6
1.1.2 Funciones definidas a trozos …………………………………………………………………….. 7
1.1.3 Simetría …………………………………………………………………………………………………. 8
1.1.4 Funciones crecientes y decrecientes …………………………………………………………… 9
1.2 MODELOS MATEMÁTICOS ……………………………………………………………………… 10
1.2.1 Modelos lineales …………………………………………………………………………………… 11
1.2.2 Modelos polinómicos …………………………………………………………………………….. 13
1.2.3 Funciones potenciales ……………………………………………………………………………. 13
1.2.4 Funciones racionales ……………………………………………………………………………… 14
1.2.5 Funciones algebraicas ……………………………………………………………………………. 15
1.2.6 Funciones trigonométricas ……………………………………………………………………… 15
1.2.7 Funciones exponenciales y logarítmicas …………………………………………………… 16
1.3 COMPOSICIÓN DE FUNCIONES ……………………………………………………………….. 17
1.4 EL ORDENADOR Y LA REPRESENTACIÓN DE FUNCIONES …………………… 18
1.4.1 Instalación de Maxima …………………………………………………………………………… 19
1.4.2 Representación de funciones con wxMaxima …………………………………………….. 20
1.4.3 Funciones definidas a trozos …………………………………………………………………… 21
1.4.4 Representación de funciones implícitas ……………………………………………………. 22
EJERCICIOS ……………………………………………………………………………………………………. 24
PARA SABER MÁS …………………………………………………………………………………………. 27
2. LÍMITES Y DERIVADAS ……………………………………………………………………. 29
2.1 EL PROBLEMA DE LA RECTA TANGENTE………………………………………………. 29
2.2 EL PROBLEMA DE LA VELOCIDAD…………………………………………………………. 31
2.3 LÍMITE DE UNA FUNCIÓN ……………………………………………………………………….. 33
2.3.1 Límites laterales ……………………………………………………………………………………. 35
2.3.2 Límites infinitos ……………………………………………………………………………………. 36
2.4 CÁLCULO DE LÍMITES …………………………………………………………………………….. 37
2.4.1 Indeterminaciones …………………………………………………………………………………. 39
2.4.2 Teorema del emparedado ……………………………………………………………………….. 47
2.5 LÍMITES EN EL INFINITO. ASÍNTOTAS HORIZONTALES………………………… 49
2.6 CONTINUIDAD …………………………………………………………………………………………. 50
2.6.1 Tipos de discontinuidad …………………………………………………………………………. 52
2.6.2 Teoremas sobre funciones continuas ……………………………………………………….. 53
2.7 EL CONCEPTO DE DERIVADA …………………………………………………………………. 55
2.7.1 Razón de cambio instantánea ………………………………………………………………….. 56
2.8 LA FUNCIÓN DERIVADA …………………………………………………………………………. 57
2.8.1 Otras notaciones para la derivada ……………………………………………………………. 59
2.8.2 Continuidad y derivabilidad ……………………………………………………………………. 59
2.8.3 Derivadas de orden superior …………………………………………………………………… 60
2.9 LÍMITES CON MAXIMA ……………………………………………………………………………. 61
EJERCICIOS ……………………………………………………………………………………………………. 64
3. REGLAS DE DERIVACIÓN ………………………………………………………………… 69
3.1 DERIVADAS DE FUNCIONES POTENCIALES Y EXPONENCIALES …………. 69
3.1.1 Funciones potenciales ……………………………………………………………………………. 70
3.1.2 Funciones exponenciales ………………………………………………………………………… 71
3.2 ÁLGEBRA DE DERIVADAS ………………………………………………………………………. 73
3.2.1 Regla del múltiplo …………………………………………………………………………………. 73
3.2.2 Regla de la suma …………………………………………………………………………………… 73
3.2.3 Regla de la diferencia …………………………………………………………………………….. 74
3.2.4 Regla del producto y del cociente ……………………………………………………………. 74
3.3 DERIVADAS DE FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS ………………………………… 77
3.3.1 Derivada de la función seno ……………………………………………………………………. 77
3.3.2 Derivada de la función coseno ………………………………………………………………… 78
3.4 LA REGLA DE LA CADENA ……………………………………………………………………… 78
3.5 DERIVACIÓN IMPLÍCITA …………………………………………………………………………. 81
3.6 FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS INVERSAS …………………………………………. 84
3.6.1 Arcoseno ……………………………………………………………………………………………… 84
3.6.2 Arcocoseno ………………………………………………………………………………………….. 85
3.6.3 Arcotangente ………………………………………………………………………………………… 86
3.7 DERIVADAS DE FUNCIONES LOGARÍTMICAS ……………………………………….. 86
3.7.1 Derivación logarítmica …………………………………………………………………………… 87
3.8 APROXIMACIONES DIFERENCIALES. POLINOMIOS DE TAYLOR …………. 88
3.9 FUNCIONES HIPERBÓLICAS ……………………………………………………………………. 92
3.9.1 Derivadas …………………………………………………………………………………………….. 94
3.9.2 Funciones inversas ………………………………………………………………………………… 95
EJERCICIOS ……………………………………………………………………………………………………. 99
4. DERIVACIÓN CON WXMAXIMA ……………………………………………………… 105
4.1 CÁLCULO DE DERIVADAS …………………………………………………………………….. 105
4.1.1 Reutilización de la derivada ………………………………………………………………….. 106
4.2 RECTAS SECANTES Y TANGENTES ………………………………………………………. 107
4.3 LA RECTA NORMAL ………………………………………………………………………………. 110
4.4 POLINOMIOS DE TAYLOR ……………………………………………………………………… 111
4.5 DERIVADAS PARCIALES ……………………………………………………………………….. 113
4.5.1 Interpretación geométrica …………………………………………………………………….. 113
4.6 DERIVADAS DE FUNCIONES COMPUESTAS …………………………………………. 117
4.6.1 La regla de la cadena con funciones componentes
definidas explícitamente ………………………………………………………………………. 119
4.7 DERIVADAS DE FUNCIONES IMPLÍCITAS …………………………………………….. 120
4.7.1 Regla de la cadena ………………………………………………………………………………. 120
4.7.2 Derivación directa de la ecuación ………………………………………………………….. 121
5. APLICACIONES DE LAS DERIVADAS ……………………………………………. 125
5.1 MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE UNA FUNCIÓN…………………………………………….. 125
5.2 TEOREMA DEL VALOR MEDIO ……………………………………………………………… 128
5.3 CRECIMIENTO Y DECRECIMIENTO ………………………………………………………. 131
5.4 CONCAVIDAD Y CONVEXIDAD …………………………………………………………….. 134
5.5 LÍMITES Y REGLA DE L’HÔPITAL …………………………………………………………. 137
5.5.1 Productos indeterminados …………………………………………………………………….. 138
5.5.2 Diferencias indeterminadas …………………………………………………………………… 138
5.5.3 Potencias indeterminadas ……………………………………………………………………… 139
5.6 TRAZADO DE CURVAS ………………………………………………………………………….. 140
5.6.1 Pasos para trazar una gráfica …………………………………………………………………. 141
5.7 DIFERENCIALES Y RELACIONES AFINES ……………………………………………… 145
5.8 OPTIMIZACIÓN ………………………………………………………………………………………. 149
5.9 EL MÉTODO DE NEWTON ……………………………………………………………………… 152
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………………………….. 156
PARA SABER MÁS ……………………………………………………………………………………….. 163
6. LA INTEGRAL ………………………………………………………………………………….. 165
6.1 EL PROBLEMA DEL ÁREA ……………………………………………………………………… 165
6.2 EL PROBLEMA DE LA DISTANCIA ………………………………………………………… 170
6.3 LA INTEGRAL DEFINIDA ……………………………………………………………………….. 171
6.3.1 Propiedades de la integral definida ………………………………………………………… 173
6.4 EL TEOREMA FUNDAMENTAL DEL CÁLCULO …………………………………….. 175
6.5 LA INTEGRAL DEFINIDA COMO LÍMITE DE SUMAS DE RIEMANN ……… 180
6.6 LA INTEGRAL INDEFINIDA ……………………………………………………………………. 182
6.7 EL TEOREMA DEL CAMBIO TOTAL ………………………………………………………. 185
6.8 CAMBIO DE VARIABLES ……………………………………………………………………….. 186
6.9 INTEGRACIÓN POR PARTES ………………………………………………………………….. 188
6.10 MÁS SOBRE EL ÁREA …………………………………………………………………………… 194
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………………………….. 200
7. TÉCNICAS DE INTEGRACIÓN ………………………………………………………… 207
7.1 INTEGRALES TRIGONOMÉTRICAS………………………………………………………… 207
7.1.1 Potencias impares de seno y coseno ……………………………………………………….. 207
7.1.2 Integración de otras potencias trigonométricas ………………………………………… 211
7.1.3 Cocientes de sen x y cos x …………………………………………………………………….. 216
7.1.4 Funciones racionales en sen x y cos x …………………………………………………….. 219
7.1.5 Sustitución trigonométrica ……………………………………………………………………. 222
7.2 INTEGRACIÓN DE FUNCIONES RACIONALES ………………………………………. 230
7.3 OTRAS SUSTITUCIONES DE RACIONALIZACIÓN …………………………………. 243
7.4 ESTRATEGIAS DE INTEGRACIÓN ………………………………………………………….. 244
7.4.1 ¿Se pueden integrar todas las funciones? ………………………………………………… 246
7.5 INTEGRACIÓN MEDIANTE TABLAS Y SISTEMAS ALGEBRAICOS ……….. 247
7.5.1 Tablas de integrales indefinidas …………………………………………………………….. 247
7.5.2 Sistemas computacionales …………………………………………………………………….. 248
7.6 INTEGRACIÓN APROXIMADA ……………………………………………………………….. 250
7.6.1 Regla de Simpson ……………………………………………………………………………….. 253
7.7 INTEGRALES IMPROPIAS ………………………………………………………………………. 259
7.7.1 Tipo 1. Intervalos infinitos ……………………………………………………………………. 259
7.7.2 Tipo 2. Integrandos discontinuos …………………………………………………………… 262
7.7.3 Criterio de comparación para integrales impropias …………………………………… 263
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………………………….. 266
8. INTEGRACIÓN CON WXMAXIMA …………………………………………………… 271
8.1 CÁLCULO DE INTEGRALES …………………………………………………………………… 271
8.1.1 Integrales impropias …………………………………………………………………………….. 274
8.2 INTEGRACIÓN NUMÉRICA ……………………………………………………………………. 275
8.3 SUMAS DE RIEMANN …………………………………………………………………………….. 277
8.4 APLICACIONES DE LA INTEGRAL …………………………………………………………. 283
8.4.1 Cálculo de áreas planas ………………………………………………………………………… 283
8.4.2 Longitud de una curva………………………………………………………………………….. 284
8.4.3 Volumen de revolución ………………………………………………………………………… 285
8.4.4 Superficie de revolución ………………………………………………………………………. 287
9. APLICACIONES DE LA INTEGRAL ………………………………………………… 291
9.1 EL PROMEDIO DE UNA FUNCIÓN CONTINUA ………………………………………. 291
9.2 EL VOLUMEN …………………………………………………………………………………………. 293
9.2.1 Secciones transversales paralelas …………………………………………………………… 294
9.2.2 El método de capas ……………………………………………………………………………… 299
9.3 LONGITUD DE ARCO ……………………………………………………………………………… 303
9.4 ÁREA DE UNA SUPERFICIE DE REVOLUCIÓN ………………………………………. 306
9.5 APLICACIONES A LA INGENIERÍA ………………………………………………………… 309
9.5.1 Centro de masas ………………………………………………………………………………….. 309
9.5.2 Momentos de inercia ……………………………………………………………………………. 313
9.5.3 Presión hidrostática ……………………………………………………………………………… 318
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………………………….. 324
10. ECUACIONES PARAMÉTRICAS
Y COORDENADAS POLARES ………………………………………………………… 331
10.1 CURVAS PARAMÉTRICAS ……………………………………………………………………. 331
10.2 GRAFICACIÓN DE CURVAS PARAMÉTRICAS ……………………………………… 333
10.3 EL CÁLCULO CON CURVAS PARAMÉTRICAS …………………………………….. 335
10.3.1 Recta tangente y normal ……………………………………………………………………… 335
10.3.2 Área bajo una curva …………………………………………………………………………… 337
10.3.3 Longitud de arco ……………………………………………………………………………….. 338
10.3.4 Superficies de revolución ……………………………………………………………………. 339
10.4 COORDENADAS POLARES …………………………………………………………………… 340
10.5 CURVAS POLARES ……………………………………………………………………………….. 342
10.6 CURVAS POLARES POR ORDENADOR ………………………………………………… 343
10.7 EL CÁLCULO CON CURVAS POLARES ………………………………………………… 344
10.7.1 Recta tangente …………………………………………………………………………………… 344
10.7.2 El área ……………………………………………………………………………………………… 346
10.7.3 Longitud de arco ……………………………………………………………………………….. 347
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………………………….. 349
ANEXO A. TABLA DE DERIVADAS …………………………………………………….. 353
ANEXO B. TABLA DE INTEGRALES …………………………………………………… 357
ANEXO C ………………………………………………………………………………………………. 363
BIBLIOGRAFÍA ……………………………………………………………………………………. 367
ÍNDICE ALFABÉTICO …………………………………………………………………………. 371

Información adicional

Peso 950 kg
Dimensiones 23 × 17 × 3 cm

Título

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