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El valor numérico que se obtiene al evaluar la integral dada es: \( \int_{1}^{4} \frac{x-2}{\sqrt{x}} d x \) Seleccione una: a. 3 b. \( 3 / 2 \) c. \( 2 / 5 \) d. \( 2 / 3 \)

Ask by Pritchard Christensen. in Colombia
Mar 09,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

La integral \( \int_{1}^{4} \frac{x-2}{\sqrt{x}}\,dx \) evalúa a \( \frac{2}{3} \).

Solución

Primero, reescribimos la integral: \[ \int_{1}^{4} \frac{x-2}{\sqrt{x}}\,dx = \int_{1}^{4} \left(\frac{x}{\sqrt{x}} - \frac{2}{\sqrt{x}}\right)dx = \int_{1}^{4} \left(\sqrt{x} - 2x^{-\frac{1}{2}}\right)dx \] Separamos la integral: \[ \int \sqrt{x}\,dx - 2\int x^{-\frac{1}{2}}\,dx \] Calculamos cada antiderivada: 1. Para \(\int \sqrt{x}\,dx\) (recordando que \(\sqrt{x}=x^{1/2}\)): \[ \int x^{\frac{1}{2}}\,dx = \frac{x^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}} = \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} \] 2. Para \(\int x^{-\frac{1}{2}}\,dx\): \[ \int x^{-\frac{1}{2}}\,dx = \frac{x^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} = 2 x^{\frac{1}{2}} = 2\sqrt{x} \] Entonces, la antiderivada total es: \[ F(x)= \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} - 2\cdot (2\sqrt{x}) = \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} - 4 \sqrt{x} \] Evaluamos \(F(x)\) en los límites: - Para \(x=4\): \[ F(4)= \frac{2}{3}\cdot 4^{\frac{3}{2}} - 4\cdot \sqrt{4} \] Recordando que \(4^{\frac{3}{2}}=(\sqrt{4})^3=2^3=8\) y \(\sqrt{4}=2\): \[ F(4)= \frac{2}{3}\times 8 - 4\times 2 = \frac{16}{3} - 8 = \frac{16-24}{3} = -\frac{8}{3} \] - Para \(x=1\): \[ F(1)= \frac{2}{3}\cdot 1^{\frac{3}{2}} - 4\cdot \sqrt{1} = \frac{2}{3} - 4 = \frac{2-12}{3} = -\frac{10}{3} \] La integral definida es: \[ F(4)-F(1)= -\frac{8}{3} - \left(-\frac{10}{3}\right) = \frac{2}{3} \] La respuesta correcta es la opción d. \(\frac{2}{3}\).

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Beyond the Answer

Para resolver la integral \( \int_{1}^{4} \frac{x-2}{\sqrt{x}} d x \), primero podemos simplificar la expresión dentro de la integral. Reescribimos \( \frac{x-2}{\sqrt{x}} \) como \( \sqrt{x} - \frac{2}{\sqrt{x}} \). Después, la integral se divide en dos partes: \[ \int_{1}^{4} \sqrt{x} \, dx - 2\int_{1}^{4} \frac{1}{\sqrt{x}} \, dx. \] Calculando ambas integrales y evaluando en 1 y 4, encontramos que el valor total de la integral es 3. Por lo tanto, la respuesta correcta es la opción **a. 3**. Ahora, un dato divertido: este tipo de integrales son bastante comunes en cálculo y pueden modelar situaciones reales, como calcular áreas bajo curvas o la acumulación de recursos a lo largo del tiempo. Cuando resuelves integrales, no solo estás atrapando un valor; estás dando vida a números y conceptos matemáticos, ¡casi como ser un mago de las matemáticas! Además, es un buen momento para recordar que siempre es recomendable revisar cuidadosamente cada paso en el proceso de integración. Los errores comunes incluyen olvidar aplicar correctamente los límites de integración o realizar mal la simplificación inicial. Así que, ¡atención al detalle y buena suerte en tu viaje matemático!

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