a) Halla los puntos de intersección de las gráficas de f y g. Realiza un esbozo del recinto acotado y limitado por dichas gráficas.Para hallar los puntos de intersección, igualamos ambas funciones f(x)=g(x), es decir, −x2+7=∣x2−1∣. Debido a la definición de valor absoluto, estudiamos dos casos:Caso 1: x2−1≥0, es decir, x∈(−∞,−1]∪[1,+∞).
−x2+7=x2−1⇒2x2=8⇒x2=4⇒x=±2 Ambos valores pertenecen al dominio considerado, por lo que los puntos de corte son (−2,3) y (2,3).Caso 2: x2−1<0, es decir, x∈(−1,1).
−x2+7=−(x2−1)⇒−x2+7=−x2+1⇒7=1 Esta ecuación no tiene solución, por lo que no hay puntos de intersección en el intervalo (−1,1).En resumen, los puntos de intersección son (−2,3) y (2,3). Para el esbozo, observamos que f(x) es una parábola cóncava con vértice en (0,7) y g(x) es el valor absoluto de una parábola convexa, lo que la hace siempre no negativa con picos en x=±1.
b) Calcula el área de dicho recinto.Dado que ambas funciones son pares (f(x)=f(−x) y g(x)=g(−x)), el recinto es simétrico respecto al eje Y. Podemos calcular el área en el intervalo [0,2] y multiplicar por 2.
A=2∫02(f(x)−g(x))dx Debemos dividir la integral en dos partes debido a la definición de g(x)=∣x2−1∣:
A=2(∫01((−x2+7)−(1−x2))dx+∫12((−x2+7)−(x2−1))dx) Simplificamos los integrandos:
A=2(∫016dx+∫12(−2x2+8)dx) Calculamos las primitivas:
A=2([6x]01+[−32x3+8x]12) Evaluamos aplicando la regla de Barrow:
A=2((6−0)+((−316+16)−(−32+8))) A=2(6+332−322)=2(6+310)=2(328)=356 unidades2