Análisis 2022 Andalucia
Integral definida con cambio de variable en una raíz
EJERCICIO 3. (2,5 puntos)
Calcula $$\int_{3}^{8}\frac{1}{\sqrt{1+x}-1}\,dx.$$ (Sugerencia: efectúa el cambio de variable $t=\sqrt{1+x}-1$.)
Paso 1
Plantear el cambio de variable sugerido y cambiar los límites
Usamos el cambio $t=\sqrt{1+x}-1$.
Entonces $\sqrt{1+x}=t+1$ y al elevar al cuadrado:
$$1+x=(t+1)^2=t^2+2t+1\quad\Rightarrow\quad x=t^2+2t.$$
Derivando:
$$dx=(2t+2)\,dt=2(t+1)\,dt.$$
Cambiamos los límites:
- Si $x=3$, entonces $t=\sqrt{1+3}-1=2-1=1$.
- Si $x=8$, entonces $t=\sqrt{1+8}-1=3-1=2$.
💡 **Tip:** En integrales definidas, cambia **también** los límites para no volver a $x$ al final.
Paso 2
Transformar la integral y aplicar Barrow paso a paso
Sustituimos en la integral:
$$\int_{3}^{8}\frac{1}{\sqrt{1+x}-1}\,dx
=\int_{1}^{2}\frac{1}{t}\,2(t+1)\,dt
=\int_{1}^{2}\left(2+\frac{2}{t}\right)dt.$$
Integramos:
$$\int\left(2+\frac{2}{t}\right)dt=2t+2\ln|t|+C.$$
Aplicamos Barrow:
$$\int_{1}^{2}\left(2+\frac{2}{t}\right)dt=\Bigl[2t+2\ln|t|\Bigr]_{1}^{2}
=(4+2\ln2)-(2+2\ln1).$$
Como $\ln1=0$:
$$\boxed{\int_{3}^{8}\frac{1}{\sqrt{1+x}-1}\,dx=2+2\ln2=2(1+\ln2).}$$
💡 **Tip:** Si no te sugieren un cambio de variable, aquí también funciona racionalizar:
$$\frac{1}{\sqrt{1+x}-1}\cdot\frac{\sqrt{1+x}+1}{\sqrt{1+x}+1}=\frac{\sqrt{1+x}+1}{x}.$$