El cambio de variable en integrales (sustitución)
El cambio de variable —o sustitución— es la técnica de integración más versátil. Si en el integrando aparece una función junto a su derivada (salvo una constante), el cambio , , lo transforma en una integral más simple:
Cómo elegir la . Se busca una función interior cuya derivada esté presente en el integrando (aunque sea multiplicada por una constante, que se ajusta al pasar a ). Por ejemplo, en se toma (con ) y queda ; en se toma (con ) y queda .
Por qué funciona / De dónde sale. La sustitución es la regla de la cadena integrada. Si es una primitiva de (esto es, ), la regla de la cadena dice . Integrando esa igualdad respecto de , el lado izquierdo se integra solo y La igualdad formal no es más que la notación cómoda de este razonamiento.
Integrales definidas. En una integral definida hay dos formas de proceder: deshacer el cambio al final y evaluar en los límites originales, o —más limpio— cambiar también los límites:
En la calculadora de integrales de MathOperator, cada cambio de variable se muestra con la elegida, la integral en la que se transforma y el desarrollo de esa integral antes de deshacer el cambio. Pueden probarse 2*x*cos(x^2), sin(x)/(1+cos(x)) o tan(x).