1. Planteamos el problema: calcular la longitud del cable modelado por la función $$y=\frac{e^{2x}+1}{2e^x}$$ en el intervalo $$x \in [-1,1]$$.
2. La fórmula para la longitud de una curva $$y=f(x)$$ en $$[a,b]$$ es:
$$L=\int_a^b \sqrt{1+\left(\frac{dy}{dx}\right)^2} \, dx$$
3. Derivamos $$y$$ respecto a $$x$$:
$$y=\frac{e^{2x}+1}{2e^x}$$
Usamos la regla del cociente:
$$y' = \frac{(2e^{2x})(2e^x) - (e^{2x}+1)(2e^x)}{(2e^x)^2}$$
4. Simplificamos el numerador:
$$= \frac{4e^{3x} - 2e^{3x} - 2e^x}{4e^{2x}} = \frac{2e^{3x} - 2e^x}{4e^{2x}}$$
5. Factorizamos y simplificamos:
$$= \frac{2e^x(e^{2x} - 1)}{4e^{2x}} = \frac{\cancel{2}e^x(e^{2x} - 1)}{\cancel{4}2e^{2x}} = \frac{e^{2x} - 1}{2e^x}$$
6. Calculamos $$1 + (y')^2$$:
$$1 + \left(\frac{e^{2x} - 1}{2e^x}\right)^2 = 1 + \frac{(e^{2x} - 1)^2}{4e^{2x}} = \frac{4e^{2x} + (e^{2x} - 1)^2}{4e^{2x}}$$
7. Expandimos el cuadrado:
$$(e^{2x} - 1)^2 = e^{4x} - 2e^{2x} + 1$$
8. Sumamos en el numerador:
$$4e^{2x} + e^{4x} - 2e^{2x} + 1 = e^{4x} + 2e^{2x} + 1$$
9. Reconocemos un trinomio cuadrado perfecto:
$$e^{4x} + 2e^{2x} + 1 = (e^{2x} + 1)^2$$
10. Por lo tanto:
$$1 + (y')^2 = \frac{(e^{2x} + 1)^2}{4e^{2x}} = \left(\frac{e^{2x} + 1}{2e^x}\right)^2$$
11. La raíz cuadrada es:
$$\sqrt{1 + (y')^2} = \frac{e^{2x} + 1}{2e^x} = y$$
12. La longitud es entonces:
$$L = \int_{-1}^1 y \, dx = \int_{-1}^1 \frac{e^{2x} + 1}{2e^x} \, dx$$
13. Simplificamos la integral:
$$\frac{e^{2x} + 1}{2e^x} = \frac{e^{2x}}{2e^x} + \frac{1}{2e^x} = \frac{e^x}{2} + \frac{1}{2}e^{-x}$$
14. Entonces:
$$L = \int_{-1}^1 \left(\frac{e^x}{2} + \frac{e^{-x}}{2}\right) dx = \frac{1}{2} \int_{-1}^1 e^x dx + \frac{1}{2} \int_{-1}^1 e^{-x} dx$$
15. Calculamos cada integral:
$$\int e^x dx = e^x + C$$
$$\int e^{-x} dx = -e^{-x} + C$$
16. Evaluamos en los límites:
$$\frac{1}{2}[e^x]_{-1}^1 + \frac{1}{2}[-e^{-x}]_{-1}^1 = \frac{1}{2}(e^1 - e^{-1}) + \frac{1}{2}(-e^{-1} + e^1)$$
17. Simplificamos:
$$= \frac{1}{2}(e - e^{-1}) + \frac{1}{2}(e - e^{-1}) = (e - e^{-1})$$
18. Usamos la aproximación $$e \approx 2.7$$:
$$e^{-1} = \frac{1}{e} \approx \frac{1}{2.7} \approx 0.37$$
19. Calculamos:
$$L \approx 2.7 - 0.37 = 2.33$$
20. La primera cifra decimal es 2.3.
**Respuesta final:** La longitud del cable es aproximadamente **2.3**.
Longitud Cable Fe4E54
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