Plantilla:Utilidad de la derivada (1ºBach)

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(Cálculo de la ecuación de la recta tangente a una curva)
Línea 1: Línea 1:
-==Cálculo de la ecuación de la recta tangente==+==Cálculo de la ecuación de la recta tangente a una curva==
{{Teorema_sin_demo|titulo=Proposición|enunciado= {{Teorema_sin_demo|titulo=Proposición|enunciado=
La ecuación de la recta tangente a la curva <math>y=f(x)\;</math> en un punto de abscisa <math>x=a\;</math> viene dada por la ecuación: La ecuación de la recta tangente a la curva <math>y=f(x)\;</math> en un punto de abscisa <math>x=a\;</math> viene dada por la ecuación:
Línea 6: Línea 6:
}} }}
{{p}} {{p}}
-{{Geogebra_enlace+{{Ejemplo
-|descripcion=En esta escena podrás calcular la ecuación de la recta tangente a una curva dada su ecuación.+|titulo=Ejemplo: ''Ecuación de la recta tangente''
-|enlace=[https://ggbm.at/wXqCBshgJ Ecuación de la recta tangente]+|enunciado=Dada la función <math>f(x)=x^2-3\;</math>, halla la ecuación de la recta tangente en el punto <math>x=1\;</math>.
-}}+
-{{p}}+
- +
-==Estudio del crecimiento==+
-{{Teorema_sin_demo|titulo=Procedimiento|enunciado=+
-Para estudiar el crecimiento de una función deberemos estudiar el signo de la función derivada:+
-*En aquellos puntos donde la derivada sea positiva la función será creciente.+
-*En aquellos puntos donde la derivada sea negativa la función será decreciente.+
-}}+
-{{p}}+
-{{Video_enlace2+
-|titulo1=Funciones crecientes y decrecientes+
-|duracion=13'02"+
-|sinopsis=+
-|url1=http://matematicasbachiller.com/videos/2-bachillerato/introduccion-al-calculo-diferencial-de-una-variable/04-derivabilidad-de-funciones-2/19-funciones-crecientes-o-decrecientes-2#.WGObhEZ9Vko+
-}}+
-{{Video_enlace2+
-|titulo1=Criterios de crecimiento y decrecimiento+
-|duracion=7'19"+
-|sinopsis=+
-|url1=http://matematicasbachiller.com/videos/2-bachillerato/introduccion-al-calculo-diferencial-de-una-variable/04-derivabilidad-de-funciones-2/20-criterios-de-crecimiento-y-decrecimiento-2#.WGObmEZ9Vko+
-}}+
-{{p}}+
-==Estudio de los puntos singulares==+
-{{Caja_Amarilla|texto=Se llaman '''puntos singulares''' de una función a los puntos en los que la derivada vale cero. Son puntos de tangente horizontal.+
-}}+
-{{p}}+
-Esos puntos pueden ser máximos o mínimos, pero también pueden no serlo. Para determinar qué son, deberemos estudiar el crecimiento de la función. +
-{{p}}+
-{{Video_enlace2+
-|titulo1=Determinación de los extremos relativos+
-|duracion=13'46"+
-|sinopsis=+
-|url1=http://matematicasbachiller.com/videos/2-bachillerato/introduccion-al-calculo-diferencial-de-una-variable/04-derivabilidad-de-funciones-2/21-maximos-y-minimos-relativos-o-locales-2#.WGObq0Z9Vko+
-}}+
-{{Video_enlace2+
-|titulo1=Determinación de máximos y mínimos absolutos+
-|duracion=14'45"+
-|sinopsis=+
-|url1=http://matematicasbachiller.com/videos/2-bachillerato/introduccion-al-calculo-diferencial-de-una-variable/04-derivabilidad-de-funciones-2/22-determinacion-de-maximos-y-minimos-absolutos-2#.WGOb2UZ9Vko+
-}}+
- +
-==Problemas de optimización==+
-{{Caja_Amarilla|texto=Un problema de '''optimización''' es aquél en el que se pretende averiguar el máximo o el mínimo de una magnitud dada.}}+
-{{p}}+
-Por ejemplo, encontrar el área mínima, el menor coste, la forma óptima, la menor resistencia, el máximo beneficio, el mayor alcance...+
-{{p}}+
-{{Teorema_sin_demo|titulo=Procedimiento|enunciado=+
-*Identifica todas las cantidades dadas y las cantidades a determinar. +
-*Escribe una ecuación primaria para la magnitud que debe hacerse máxima o mínima. +
-*Reduce la ecuación primaria a una ecuación que sólo tenga una variable independiente. Este paso te puede exigir el utilizar ecuaciones secundarias que relacionen las variables independientes de la ecuación primaria. (Las despejas en las secundarias y las sustituyes en la primaria) +
-*Fija el dominio de la ecuación primaria. Ésto es, determina el rango de valores para los que tiene sentido el problema planteado. +
-*Obtén el valor máximo o mínimo solicitado mediante el estudio de los ceros y del crecimiento de la función derivada. +
-}}+
-{{p}}+
-{{Video_enlace2+
-|titulo1=El verbo optimizar+
-|duracion=09'03"+
-|sinopsis={{p}}+
-*Introducción a los problemas de optimización.+
-*'''Ejemplo 1:''' Hallar el punto de la parábola <math>y=\cfrac{x^2}{4}</math> más próximo al punto (-1,2).+
-*'''Ejemplo 2:''' Hallar el punto de la curva <math>y^2=4x\,</math> más próximo al punto (2,-1).+
-|url1=http://matematicasbachiller.com/videos/2-bachillerato/introduccion-al-calculo-diferencial-de-una-variable/04-derivabilidad-de-funciones-2/23-el-verbo-optimizar-2#.WGOb-EZ9Vko+
-}}+
-{{p}}+
-{{ejemplo2|titulo=Actividades interactivas: ''Problemas de optimización''|enunciado=+
-{{ejercicio_cuerpo+
-|enunciado=+
-[[Imagen:optimizacion1.gif|left]]'''Problema 1:''' Hallar las dimensiones del rectángulo de área máxima que puede inscribirse en un triángulo isósceles cuya base (lado desigual) mide 8 cm y la altura correspondiente 3 cm (suponiendo que un lado del rectángulo está sobre la base del triángulo).+
|sol= |sol=
-{{Geogebra_enlace+<math>f(x)=x^2-3 \ \rightarrow \ f(1)=-2</math>
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion1.gif|left]]Hallar las dimensiones del rectángulo de área máxima que puede inscribirse en un triángulo isósceles cuya base (lado desigual) mide 8 cm y la altura correspondiente 3 cm (suponiendo que un lado del rectángulo está sobre la base del triángulo).+
-|enlace=[https://ggbm.at/sbj2KdAK Solución al problema 1]+<math>f'(x)=2x \ \rightarrow \ f'(1)=2</math>
-}}+
-}}+
-{{ejercicio_cuerpo+
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion2.gif|left]]'''Problema 2:''' Queremos construir una caja (sin tapa), a partir de una cartulina cuadrada de 6 dm de lado, a la que se recortarán las esquinas. Hallar las dimensiones de las citadas esquinas para que el volumen de la caja sea máximo.+
-|sol=+
-{{Geogebra_enlace+
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion2.gif|left]]Queremos construir una caja (sin tapa), a partir de una cartulina cuadrada de 6 dm de lado, a la que se recortarán las esquinas. Hallar las dimensiones de las citadas esquinas para que el volumen de la caja sea máximo.+
-|enlace=[https://ggbm.at/ZPZQVgkS Solución al problema 2]+La ecuación de la recta tangente a la curva en el punto <math>x_0=1\;</math> es:
-}}+
-}}+
-{{ejercicio_cuerpo+
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion3.gif|left]]'''Problema 3:''' Queremos construir una lata de un tercio de litro de capacidad.+
-¿Cuáles serán las dimensiones de la lata más barata (en cuanto a superficie de hojalata)?.+<center><math>y=y_0+m(x-x_0)\;</math></center>
-{{p}}+
-|sol=+<center><math>y=f(1)+f'(1)(x-1)\;</math></center>
-{{Geogebra_enlace+
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion3.gif|left]]Queremos construir una lata de un tercio de litro de capacidad.+
-¿Cuáles serán las dimensiones de la lata más barata (en cuanto a superficie de hojalata)?.+<center><math>y=-2+2(x-1)\;</math></center>
-|enlace=[https://ggbm.at/s9GtX9MH Solución al problema 3]+<center><math>y=2x-4\;</math></center>
-}}+{{p}}
-}}+Puedes comprobar el resultado en la siguiente escena:
-{{ejercicio_cuerpo+
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion4.gif|left]]'''Problema 4a:''' De todas las rectas que pasan por el punto (1,2), encuentra la que determina con los ejes de coordenadas, y en el primer cuadrante, un triángulo de área mínima.+
-'''Problema 4b:''' De todas las rectas que pasan por el punto (a,b), encuentra la que determina con los ejes de coordenadas, y en el primer cuadrante, un triángulo de área mínima.+
{{p}} {{p}}
- 
-|sol= 
{{Geogebra_enlace {{Geogebra_enlace
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion4.gif|left]]'''a)''' De todas las rectas que pasan por el punto (1,2), encuentra la que determina con los ejes de coordenadas, y en el primer cuadrante, un triángulo de área mínima.{{p}}+|descripcion=En esta escena podrás calcular la ecuación de la recta tangente a una curva .
-'''b)''' De todas las rectas que pasan por el punto (a,b), encuentra la que determina con los ejes de coordenadas, y en el primer cuadrante, un triángulo de área mínima.+|enlace=[https://ggbm.at/wXqCBshg Ecuación de la recta tangente]
- +
-|enlace=[https: Solución al problema 4]+
}} }}
-'''Problema 4a:''' 
- 
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios: 
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica? 
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? 
- 
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde:  
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? 
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. 
- 
-<center><iframe> 
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_4.html 
-width=780 
-height=460 
-name=myframe 
-</iframe></center> 
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_4.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center> 
- 
----- 
-'''Problema 4b:'''  
- 
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios: 
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica? 
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? 
- 
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde:  
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? 
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. 
- 
-Cambia el punto de apoyo de las rectas (inicialmente (3,1)) por otro y observa cómo varía la solución:  
-*¿Encuentras alguna regularidad? 
- 
-<center><iframe> 
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_4b.html 
-width=780 
-height=460 
-name=myframe 
-</iframe></center> 
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_4b.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center> 
- 
}} }}
-{{ejercicio_cuerpo 
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion5.gif|left]]'''Problema 5:''' Un triángulo isósceles tiene el lado desigual de 12 cm y la altura relativa a ese lado de 5 cm. Encontrar un punto sobre la altura tal que la suma de distancias a los tres vértices sea mínima. 
{{p}} {{p}}
- +{{Ejemplo
 +|titulo=Ejercicio resuelto: ''Ecuación de la recta tangente''
 +|enunciado=Dada la función <math>f(x)=\cfrac{x^3-3x^2}{9}</math>, halla las ecuaciones de la rectas tangentes que sean paralelas a la bisectriz del primer cuadrante.
|sol= |sol=
-{{Geogebra_enlace+Hay dos soluciones:
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion5.gif|left]]Un triángulo isósceles tiene el lado desigual de 12 cm y la altura relativa a ese lado de 5 cm. Encontrar un punto sobre la altura tal que la suma de distancias a los tres vértices sea mínima.+
-|enlace=[https: Solución al problema 5]+#<math>y=x+\frac{5}{9}</math>
-}}+#<math>y=x-3\;</math>
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios:+
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica?+
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema?+
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde: 
- 
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? 
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. 
- 
- 
-<center><iframe> 
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_5.html 
-width=780 
-height=460 
-name=myframe 
-</iframe></center> 
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_5.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center> 
- 
- 
-}} 
-{{ejercicio_cuerpo 
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion6.gif|left]]'''Problema 6:''' Dada la función definida en el intervalo [1,e] por <math>f(x)=\cfrac{1}{x} + ln \, x</math> , determina cuáles de las rectas tangentes a su gráfica tiene la máxima pendiente. 
{{p}} {{p}}
- +Puedes comprobar el resultado en la siguiente escena:
-|sol=+{{p}}
{{Geogebra_enlace {{Geogebra_enlace
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion6.gif|left]]Dada la función definida en el intervalo [1,e] por <math>f(x)=\cfrac{1}{x} + ln \, x</math> , determina cuáles de las rectas tangentes a su gráfica tiene la máxima pendiente.+|descripcion=En esta escena podrás calcular la ecuación de la recta tangente a una curva .
- +|enlace=[https://ggbm.at/wXqCBshg Ecuación de la recta tangente]
-|enlace=[https: Solución al problema 6]+
}} }}
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios: 
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica? 
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? 
- 
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde:  
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? 
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. 
- 
-<center><iframe> 
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_6.html 
-width=780 
-height=460 
-name=myframe 
-</iframe></center> 
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_6.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center> 
- 
- 
}} }}
-{{ejercicio_cuerpo 
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion7ab.gif|left]]'''Problema 7a:''' En una semicircunferencia de diámetro AB=2r se traza una cuerda CD paralela a AB. ¿Cuál debe ser la longitud de esa cuerda para que el área del trapecio ABDC sea máxima? 
-{{p}} 
-'''Problema 7b:''' En una semicircunferencia de diámetro AB=2r se traza una cuerda CD paralela a AB. Llamamos E al punto medio del arco CD y dibujamos el pentágonoACEDB. Calcula la longitud de la cuerda CD para que el área del pentágono sea máxima. 
-{{p}} 
-|sol= 
-{{Geogebra_enlace 
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion7.gif|left]]'''a)''' En una semicircunferencia de diámetro AB=2r se traza una cuerda CD paralela a AB. ¿Cuál debe ser la longitud de esa cuerda para que el área del trapecio ABDC sea máxima? 
{{p}} {{p}}
-'''b)''' En una semicircunferencia de diámetro AB=2r se traza una cuerda CD paralela a AB. Llamamos E al punto medio del arco CD y dibujamos el pentágono ACEDB. Calcula la longitud de la cuerda CD para que el área del pentágono sea máxima.+{{Videotutoriales
- +|titulo=Ejercicios: ''Ecuación de la recta tangente y de la recta normal''
-|enlace=[https: Solución al problema 7]+|enunciado=
 +{{Video_enlace_pildoras
 +|titulo1=Tutorial
 +|duracion=11'54"
 +|sinopsis=Cómo se halla la recta tangente a una curva. Ejemplos.
 +|url1=https://youtu.be/7tU2EZdVlmo?list=PLwCiNw1sXMSC8-MgHpDRjIsMzs9qVJSwU
 +}}
 +{{Video_enlace_pildoras
 +|titulo1=Ejemplos
 +|duracion=10'49"
 +|sinopsis=Más ejemplos del cálculo de la recta tangente a una curva.
 +|url1=https://youtu.be/217bHpdLKF8?list=PLwCiNw1sXMSC8-MgHpDRjIsMzs9qVJSwU
}} }}
-'''Problema 7a:''' 
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios: 
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica? 
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? 
- 
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde:  
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? 
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. 
- 
-<center><iframe> 
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_7.html 
-width=780 
-height=460 
-name=myframe 
-</iframe></center> 
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_7.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center> 
- 
---- ----
-'''Problema 7b:'''+{{Video_enlace_julioprofe
- +|titulo1=Ejercicio 1
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios:+|duracion=6'12"
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica?+|sinopsis=Halla la ecuación de la recta tangente a la curva <math>y=\cfrac{1}{x-2}\,</math> en el punto <math>P(4,\frac{1}{2})</math>.
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema?+|url1=https://www.youtube.com/watch?v=uku8Mg0als0
- +
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde: +
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema?+
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla.+
- +
-<center><iframe>+
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_7b.html+
-width=780+
-height=460+
-name=myframe+
-</iframe></center>+
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_7b.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
- +
}} }}
-{{ejercicio_cuerpo+{{Video_enlace_julioprofe
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion8.jpg|left]]'''Problema 8a:''' Un nadador, A, se encuentra a 3 km de la playa en frente de una caseta (C). Desea ir a B, en la misma playa, a 6 km de la caseta. Sabiendo que nada a 3 km/h y corre por la arena a 10 km/h, averigua a qué lugar debe dirigirse a nado para llegar a B en el menor tiempo posible.+|titulo1=Ejercicio 2
-{{p}}+|duracion=12'10"
-'''Problema 8b:''' Un nadador, A, se encuentra a 3 km de la playa en frente de una caseta (C). Desea ir a B, en la misma playa, a 6 km de la caseta. Sabiendo que nada a v1 km/h y corre por la arena a v2 km/h, averigua a qué lugar debe dirigirse a nado para llegar a B en el menor tiempo posible.+|sinopsis=Halla la ecuación de la recta tangente a la curva <math>y=3x^2\,ln\,x\, + 4x\,</math> en el punto de abscisa 1.
-{{p}}+|url1=https://www.youtube.com/watch?v=5mwxTMhi88Q
-|sol=+
-{{Geogebra_enlace+
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion8.jpg|left]] '''a)''' Un nadador, A, se encuentra a 3 km de la playa en frente de una caseta (C). Desea ir a B, en la misma playa, a 6 km de la caseta. Sabiendo que nada a 3 km/h y corre por la arena a 10 km/h, averigua a qué lugar debe dirigirse a nado para llegar a B en el menor tiempo posible.+
-{{p}}+
-'''b)''' Un nadador, A, se encuentra a 3 km de la playa en frente de una caseta (C). Desea ir a B, en la misma playa, a 6 km de la caseta. Sabiendo que nada a v1 km/h y corre por la arena a v2 km/h, averigua a qué lugar debe dirigirse a nado para llegar a B en el menor tiempo posible.+
- +
-|enlace=[https: Solución al problema 8]+
}} }}
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios:+{{Video_enlace_julioprofe
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica?+|titulo1=Ejercicio 3
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? +|duracion=14'28"
- +|sinopsis=Halla la ecuación de la recta normal a la curva <math>y=\cfrac{3x-1}{x+1}\,</math> en el punto de abscisa 3.
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde: +|url1=https://www.youtube.com/watch?v=O5Y0qwxC8Ww
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? +
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. +
- +
- +
-<center><iframe>+
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_8.html+
-width=780+
-height=460+
-name=myframe+
-</iframe></center>+
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_8.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
- +
-----+
- +
-'''Problema 8b:'''+
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios:+
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica?+
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? +
- +
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde: +
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? +
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. +
- +
- +
-<center><iframe>+
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_8b.html+
-width=780+
-height=460+
-name=myframe+
-</iframe></center>+
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_8b.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
- +
- +
}} }}
-{{ejercicio_cuerpo+{{Video_enlace_julioprofe
-|enunciado=[[Imagen:optimizacion9.gif|left]]'''Problema 9a:''' Divide el número 8 en dos partes de manera que su producto multiplicado por la diferencia entre las partes sea tan grande como sea posible.{{p}}+|titulo1=Ejercicio 4
-{{p}}+|duracion=8'23"
-'''Problema 9b:''' Divide el número n en dos partes de manera que su producto multiplicado por la diferencia entre las partes sea tan grande como sea posible.{{p}}(Este es uno de los problemas que [[Ferrari]] puso a [[Tartaglia]] en su histórico duelo de problemas)+|sinopsis=Halla la ecuación de la recta normal y tangente a la curva <math>y=x^3+1\,</math> en el punto de abscisa 1.
-{{p}}+|url1=https://www.youtube.com/watch?v=H3Ydr96kbUA
-|sol=+
-{{Geogebra_enlace+
-|descripcion=[[Imagen:optimizacion9.gif|left]] '''a) '''Divide el número 8 en dos partes de manera que su producto multiplicado por la diferencia entre las partes sea tan grande como sea posible.+
-{{p}}+
-'''b)''' Divide el número n en dos partes de manera que su producto multiplicado por la diferencia entre las partes sea tan grande como sea posible.{{p}}(Este es uno de los problemas que [[Ferrari]] puso a [[Tartaglia]] en su histórico duelo de problemas)+
- +
-|enlace=[https: Solución al problema 9]+
}} }}
-'''Problema 9a:'''+{{Video_enlace_unicoos
- +|titulo1=Ejercicio 5
-Observa la figura. Mueve el punto verde y observa los cambios:+|duracion=7'38"
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica?+|sinopsis=Hallas las coordenadas del punto de la curva <math>y=x^2\;</math> en el que la recta tangente es paralela a la bisectriz del primer cuadrante.
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? +|url1=http://www.unicoos.com/video/matematicas/2-bachiller/aplicaciones-de-las-derivadas/recta-tangente-y-normal/ecuacion-recta-tangente-01
- +}}
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde: +{{Video_enlace_matefacil
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? +|titulo1=Ejercicio 6
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. +|duracion=9´38"
- +|url1=https://www.youtube.com/watch?v=vkbhSfRXmgo&list=PL9SnRnlzoyX2-qH2lY3o5Lhv9f6za9o9A&index=24
- +|sinopsis=Encontrar los vectores unitarios que son paralelos a la recta tangente a la función <math>y=x^2\;</math> en el punto (2,4).
-<center><iframe>+
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_9.html+
-width=780+
-height=460+
-name=myframe+
-</iframe></center>+
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_9.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
- +
-----+
-'''Problema 9b:'''+
- +
-Observa la figura. Elige un valor para n (mediante el correspondiente deslizador).+
-Mueve el punto verde y observa los cambios:+
- +
-*¿Qué representa el punto rojo de la gráfica?+
-*¿Qué relación hay entre sus coordenadas y el problema? +
- +
-Haz clic derecho sobre el punto citado y activa "el trazo". Vuelve a mover el punto verde: +
- +
-*¿Qué punto de la gráfica resultante corresponderá a la solución del problema? +
-*Compruébalo mediante el deslizador de la parte inferior de la pantalla. +
- +
-<center><iframe>+
-url=http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_9b.html+
-width=780+
-height=460+
-name=myframe+
-</iframe></center>+
-<center>[http://maralboran.org/web_ma/geogebra/figuras/optimiza_9b.html '''Click''' aquí si no se ve bien la escena]</center>+
- +
}} }}
}} }}
-{{p}} 
-==Aplicación al cálculo de límites: Regla de L'Hopital==+==Estudio del crecimiento y de los puntos singulares==
-==Para ampliar==+{{Estudio del crecimiento y de los puntos singulares}}
-{{Video_enlace2+{{p}}
-|titulo1=Elasticidad de una función en un punto+
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Revisión actual

Tabla de contenidos

Cálculo de la ecuación de la recta tangente a una curva

ejercicio

Proposición


La ecuación de la recta tangente a la curva y=f(x)\; en un punto de abscisa x=a\; viene dada por la ecuación:

y-f(a)=f'(a)(x-a)\;

ejercicio

Ejemplo: Ecuación de la recta tangente


Dada la función f(x)=x^2-3\;, halla la ecuación de la recta tangente en el punto x=1\;.

ejercicio

Ejercicio resuelto: Ecuación de la recta tangente


Dada la función f(x)=\cfrac{x^3-3x^2}{9}, halla las ecuaciones de la rectas tangentes que sean paralelas a la bisectriz del primer cuadrante.

Estudio del crecimiento y de los puntos singulares

ejercicio

Procedimiento


Para estudiar el crecimiento de una función deberemos estudiar el signo de la función derivada:

  • En aquellos puntos donde la derivada sea positiva la función será creciente.
  • En aquellos puntos donde la derivada sea negativa la función será decreciente.

Se llaman puntos singulares de una función a los puntos en los que la derivada vale cero. Son puntos de tangente horizontal.

Esos puntos pueden ser puntos extremos (máximos o mínimos), pero también pueden no serlo. Para determinar qué son, deberemos estudiar el crecimiento de la función.

ejercicio

Ejercicio resuelto: Puntos singulares y crecimiento


Dada la función f(x)=x^3-6x^2+9x+2\;, halla sus puntos singulares y estudia su crecimiento.

Problemas de optimización

Un problema de optimización es aquél en el que se pretende averiguar el máximo o el mínimo de una magnitud dada.

Por ejemplo, encontrar el área mínima, el menor coste, la forma óptima, la menor resistencia, el máximo beneficio, el mayor alcance...

ejercicio

Procedimiento


  • Identifica todas las cantidades dadas y las cantidades a determinar.
  • Escribe una ecuación primaria para la magnitud que debe hacerse máxima o mínima.
  • Reduce la ecuación primaria a una ecuación que sólo tenga una variable independiente. Este paso te puede exigir el utilizar ecuaciones secundarias que relacionen las variables independientes de la ecuación primaria. (Las despejas en las secundarias y las sustituyes en la primaria)
  • Fija el dominio de la ecuación primaria. Ésto es, determina el rango de valores para los que tiene sentido el problema planteado.
  • Obtén el valor máximo o mínimo solicitado mediante el estudio de los ceros y del crecimiento de la función derivada.

ejercicio

Actividades interactivas: Problemas de optimización


Problema 1: Hallar las dimensiones del rectángulo de área máxima que puede inscribirse en un triángulo isósceles cuya base (lado desigual) mide 8 cm y la altura correspondiente 3 cm (suponiendo que un lado del rectángulo está sobre la base del triángulo).
Problema 2: Queremos construir una caja (sin tapa), a partir de una cartulina cuadrada de 6 dm de lado, a la que se recortarán las esquinas. Hallar las dimensiones de las citadas esquinas para que el volumen de la caja sea máximo.
Problema 3: Queremos construir una lata de un tercio de litro de capacidad.

¿Cuáles serán las dimensiones de la lata más barata (en cuanto a superficie de hojalata)?.

Problema 4a: De todas las rectas que pasan por el punto (1,2), encuentra la que determina con los ejes de coordenadas, y en el primer cuadrante, un triángulo de área mínima.

Problema 4b: De todas las rectas que pasan por el punto (a,b), encuentra la que determina con los ejes de coordenadas, y en el primer cuadrante, un triángulo de área mínima.

Problema 5: Un triángulo isósceles tiene el lado desigual de 12 cm y la altura relativa a ese lado de 5 cm. Encontrar un punto sobre la altura tal que la suma de distancias a los tres vértices sea mínima.

Problema 6: Dada la función definida en el intervalo [1,e] por f(x)=\cfrac{1}{x} + ln \, x , determina cuáles de las rectas tangentes a su gráfica tiene la máxima pendiente.

Problema 7a: En una semicircunferencia de diámetro AB=2r se traza una cuerda CD paralela a AB. ¿Cuál debe ser la longitud de esa cuerda para que el área del trapecio ABDC sea máxima?

Problema 7b: En una semicircunferencia de diámetro AB=2r se traza una cuerda CD paralela a AB. Llamamos E al punto medio del arco CD y dibujamos el pentágono ACEDB. Calcula la longitud de la cuerda CD para que el área del pentágono sea máxima.


Problema 8a: Un nadador, A, se encuentra a 3 km de la playa en frente de una caseta (C). Desea ir a B, en la misma playa, a 6 km de la caseta. Sabiendo que nada a 3 km/h y corre por la arena a 10 km/h, averigua a qué lugar debe dirigirse a nado para llegar a B en el menor tiempo posible.

Problema 8b: Un nadador, A, se encuentra a 3 km de la playa en frente de una caseta (C). Desea ir a B, en la misma playa, a 6 km de la caseta. Sabiendo que nada a v1 km/h y corre por la arena a v2 km/h, averigua a qué lugar debe dirigirse a nado para llegar a B en el menor tiempo posible.

Problema 9a: Divide el número 8 en dos partes de manera que su producto multiplicado por la diferencia entre las partes sea tan grande como sea posible.

Problema 9b: Divide el número n en dos partes de manera que su producto multiplicado por la diferencia entre las partes sea tan grande como sea posible.

(Este es uno de los problemas que Ferrari puso a Tartaglia en su histórico duelo de problemas)

Aplicación al cálculo de límites: Regla de L'Hôpital

ejercicio

Regla de L'Hôpital


Si al calcular \lim_{x \to a} \cfrac{f(x)}{g(x)} se presenta una indeterminación del tipo \cfrac{0}{0} ó \cfrac{\infty}{\infty}, y \lim_{x \to a} \cfrac{f'(x)}{g'(x)}=l \, ; \ (l \in \mathbb{R}), entonces \lim_{x \to a} \cfrac{f(x)}{g(x)}=l.

Esto también es cierto si x \to +\infty o x \to -\infty.

ejercicio

Ejercicio resuelto: Regla de L'Hôpital


Calcula:

a)\lim_{x \to 3} \cfrac{x^3-5x-12}{x^2+3x-18}
b)\lim_{x \to +\infty} \cfrac{x^3}{2^x}
c)\lim_{x \to 0} \cfrac{sen \, x}{x}

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