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Técnicas avanzadas

Derivación respecto a un parámetro

Material del proyecto IntegralPaso. Condiciones y límites indicados en cada guía; revisión docente externa pendiente.

dda∫ABf(x,a) dx=∫AB∂af(x,a) dx\frac d{da}\int_A^B f(x,a)\,dx=\int_A^B\partial_af(x,a)\,dx

Introduce o aprovecha un parámetro cuando derivar respecto a él simplifica el integrando. Justifica el intercambio de derivada e integral, resuelve y recupera la dependencia del parámetro con una condición conocida. Si los límites dependen del parámetro, añade los términos de borde de Leibniz.

Error frecuente

El intercambio requiere hipótesis; no es válido automáticamente en integrales impropias.

Ejemplo paso a paso

  1. Toma a>0 y evalúa la integral base.

    F(a)=∫0∞e−ax dx=1/aF(a)=\int_0^\infty e^{-ax}\,dx=1/a
  2. La dominación local en a>0 permite derivar.

    F′(a)=−∫0∞xe−ax dx=−1/a2F'(a)=-\int_0^\infty xe^{-ax}\,dx=-1/a^2
  3. Despeja la integral buscada.

    ∫0∞xe−ax dx=1/a2\int_0^\infty xe^{-ax}\,dx=1/a^2
Resolver