Derivada de un polinomio
Una app lanzada en Buenos Aires suma usuarios mes a mes. A vos no te alcanza saber cuántos usuarios hay: querés saber a qué ritmo crece justo hoy. Ese ritmo es la derivada. Acá vas a aprender a calcularla rápido para cualquier polinomio y a usarla en problemas de costos, movimiento y optimización. Al final volvemos a la app.
Regla de la potencia y linealidad
Calcula la función derivada de la siguiente función polinómica: $f(x) = 5x^4 - 3x^3 + 7x^2 - 2x + 9$.
Calcula la función derivada de la siguiente función polinómica: $f(x) = 5x^4 - 3x^3 + 7x^2 - 2x + 9$.
Calcula la derivada de la función $p(x) = (2x^2 - 3)(x + 4)$ realizando primero el producto de los polinomios.
Calcula la derivada de la función $p(x) = (2x^2 - 3)(x + 4)$ realizando primero el producto de los polinomios.
Dada la función que describe la trayectoria de una partícula $s(t) = \frac{1}{4}t^4 - \frac{2}{3}t^3 + \frac{1}{2}t^2$, donde $s$ se mide en metros y $t$ en segundos,…
Dada la función que describe la trayectoria de una partícula $s(t) = \frac{1}{4}t^4 - \frac{2}{3}t^3 + \frac{1}{2}t^2$, donde $s$ se mide en metros y $t$ en segundos, determina la expresión de su velocidad instantánea $v(t)$.
Valor de la derivada en un punto
Una vez que tenés $f'(x)$, para conocer la pendiente de la tangente (o el ritmo de cambio) en un punto alcanza con reemplazar su abscisa. No hay que derivar de nuevo cada vez.
Halla el valor de la derivada de la función $g(x) = -2x^3 + 4x^2 - x + 5$ en el punto de abscisa $x = -1$.
Halla el valor de la derivada de la función $g(x) = -2x^3 + 4x^2 - x + 5$ en el punto de abscisa $x = -1$.
Determina la pendiente de la recta tangente a la curva $y = x^3 - 5x + 2$ en el punto donde interseca al eje de ordenadas.
Determina la pendiente de la recta tangente a la curva $y = x^3 - 5x + 2$ en el punto donde interseca al eje de ordenadas.
El perfil de un cable de un puente colgante se aproxima mediante la parábola $y = 0,01x^2 - 0,6x + 15$, donde $x$ e $y$ se miden en metros. Calcula la pendiente del…
El perfil de un cable de un puente colgante se aproxima mediante la parábola $y = 0,01x^2 - 0,6x + 15$, donde $x$ e $y$ se miden en metros. Calcula la pendiente del cable en el punto situado a $40$ metros del origen.
Pendiente dada: hallar el punto o los parámetros
A veces se conoce la pendiente y se busca el punto. La pendiente de una recta es $m=\operatorname{tg}\alpha$, donde $\alpha$ es el ángulo con el semieje positivo de abscisas. Una recta paralela a $y=x$ (bisectriz del primer cuadrante) o que forma $45^\circ$ tiene $m=1$. Entonces se plantea $f'(x)=m$ y se resuelve.
Encuentra las coordenadas de los puntos de la gráfica de la función $f(x) = x^3 - 3x^2 + x - 1$ en los que la recta tangente es paralela a la bisectriz del primer…
Encuentra las coordenadas de los puntos de la gráfica de la función $f(x) = x^3 - 3x^2 + x - 1$ en los que la recta tangente es paralela a la bisectriz del primer cuadrante.
Halla la abscisa de los puntos de la curva $y = \frac{1}{3}x^3 - \frac{5}{2}x^2 + 6x$ donde la recta tangente forma un ángulo de $45^\circ$ con el semieje positivo de…
Halla la abscisa de los puntos de la curva $y = \frac{1}{3}x^3 - \frac{5}{2}x^2 + 6x$ donde la recta tangente forma un ángulo de $45^\circ$ con el semieje positivo de abscisas.
Determina los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que la parábola $y = ax^2 + bx + 5$ pase por el punto $(1, 2)$ y tenga en ese punto una recta tangente con…
Determina los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que la parábola $y = ax^2 + bx + 5$ pase por el punto $(1, 2)$ y tenga en ese punto una recta tangente con pendiente igual a $-1$.
Puntos singulares: $f'(x)=0$
Determina los puntos singulares (aquellos donde la derivada se anula) de la función cuadrática $h(x) = 3x^2 - 12x + 7$.
Determina los puntos singulares (aquellos donde la derivada se anula) de la función cuadrática $h(x) = 3x^2 - 12x + 7$.
Se lanza un proyectil verticalmente hacia arriba. Su altura en metros tras $t$ segundos viene dada por $h(t) = -4,9t^2 + 29,4t + 1,5$. Calcula el tiempo que tarda en…
Se lanza un proyectil verticalmente hacia arriba. Su altura en metros tras $t$ segundos viene dada por $h(t) = -4,9t^2 + 29,4t + 1,5$. Calcula el tiempo que tarda en alcanzar su altura máxima sabiendo que en dicho punto su velocidad instantánea es nula.
Halla la ecuación de la recta tangente a la función $f(x) = -x^2 + 4x - 1$ en su vértice.
Halla la ecuación de la recta tangente a la función $f(x) = -x^2 + 4x - 1$ en su vértice.
Derivadas sucesivas
Calcula la segunda derivada, $f''(x)$, de la función polinómica $f(x) = x^5 - 4x^4 + 2x^2 - 8$.
Calcula la segunda derivada, $f''(x)$, de la función polinómica $f(x) = x^5 - 4x^4 + 2x^2 - 8$.
Dos vehículos de prueba se desplazan en línea recta. Sus posiciones respecto a un punto de referencia vienen dadas por $s_1(t) = t^3 - 6t^2 + 15t$ y…
Dos vehículos de prueba se desplazan en línea recta. Sus posiciones respecto a un punto de referencia vienen dadas por $s_1(t) = t^3 - 6t^2 + 15t$ y $s_2(t) = 2t^2 - 4t + 10$, con $t \ge 0$ en segundos y $s$ en metros. Determina en qué instantes de tiempo ambos vehículos circulan con la misma aceleración y calcula la distancia que los separa en ese momento.
Aplicaciones: ritmo de cambio y optimización
Derivar, evaluar en un punto e igualar a cero resuelven casi todos los problemas: pendientes, costos marginales, velocidades y valores óptimos.
Volvé al principio: para la app con $U(t) = -t^3 + 9t^2 + 48t + 200$ (en miles de usuarios), el ritmo de crecimiento es $U'(t)=-3t^2+18t+48$. En $t=5$ vale $63$: crece a 63 mil usuarios por mes. Y como $U''(5)=-6\cdot5+18=-12<0$, ese ritmo está disminuyendo.
El costo de producción, en pesos, de fabricar $x$ unidades de un producto artesanal está dado por $C(x) = 150\,000 + 12\,000x - 50x^2$. Hallá la función de costo…
El costo de producción, en pesos, de fabricar $x$ unidades de un producto artesanal está dado por $C(x) = 150\,000 + 12\,000x - 50x^2$. Hallá la función de costo marginal, $C'(x)$.
El número de usuarios registrados en una aplicación de productividad, en miles, evoluciona según la función $U(t) = -t^3 + 9t^2 + 48t + 200$, donde $t$ es el tiempo en…
El número de usuarios registrados en una aplicación de productividad, en miles, evoluciona según la función $U(t) = -t^3 + 9t^2 + 48t + 200$, donde $t$ es el tiempo en meses desde su lanzamiento. Determina la tasa de crecimiento del número de usuarios en el instante $t = 5$ meses e indica si en ese momento el ritmo de crecimiento está aumentando o disminuyendo.
El nivel de contaminación acústica en un cruce urbano desde las 8:00 hasta las 18:00 horas se modeliza mediante la función $N(t) = 0,1t^3 - 1,5t^2 + 6t + 60$, donde $t$…
El nivel de contaminación acústica en un cruce urbano desde las 8:00 hasta las 18:00 horas se modeliza mediante la función $N(t) = 0,1t^3 - 1,5t^2 + 6t + 60$, donde $t$ es el tiempo en horas transcurrido desde las 8:00. Determina el instante $t$ en el que el nivel de ruido disminuye más rápidamente.
Una empresa fabrica y vende $x$ unidades de un artículo tecnológico. La función de ingresos está dada por $I(x) = 1200x - 2x^2$ y la función de costos totales es…
Una empresa fabrica y vende $x$ unidades de un artículo tecnológico. La función de ingresos está dada por $I(x) = 1200x - 2x^2$ y la función de costos totales es $C(x) = x^3 - 15x^2 + 400x + 1500$. Determiná el número de unidades que deben producirse para maximizar el beneficio y calculá dicho beneficio máximo.
Un estudio medioambiental modeliza la concentración de un contaminante en un lago mediante la función $C(t) = -0,05t^4 + 0,8t^3 - 3,6t^2 + 10$, donde $t$ representa los…
Un estudio medioambiental modeliza la concentración de un contaminante en un lago mediante la función $C(t) = -0,05t^4 + 0,8t^3 - 3,6t^2 + 10$, donde $t$ representa los meses transcurridos desde el inicio del año. Averigua en qué meses la concentración del contaminante está aumentando y en cuáles está disminuyendo.
Problemas con condiciones y tangentes especiales
Muchos problemas dan información sobre la curva (pasa por un punto, tiene pendiente dada, singular, inflexión) y piden los coeficientes. Cada dato se traduce en una ecuación:
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«pasa por $(a; b)$» $\Rightarrow f(a)=b$;
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«pendiente $m$ en $x=a$» o «tangente a una recta en $x=a$» $\Rightarrow f'(a)=m$;
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«punto singular en $x=a$» $\Rightarrow f'(a)=0$;
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«punto de inflexión en $x=a$» $\Rightarrow f''(a)=0$.
La recta tangente en $(a; f(a))$ es $y-f(a)=f'(a)(x-a)$.
Tangentes comunes a dos curvas
Una recta es tangente a dos curvas a la vez cuando toca a cada una en un punto, y esos puntos pueden tener abscisas distintas. Entonces se llama $a$ a la abscisa de tangencia en la primera curva y $b$ a la de la segunda, y se escribe la tangente a cada una: $y=f'(a)\,x+n_1$ e $y=g'(b)\,x+n_2$. Para que sea la misma recta hay que igualar dos cosas: las pendientes ($f'(a)=g'(b)$) y las ordenadas al origen ($n_1=n_2$). Quedan dos ecuaciones con incógnitas $a$ y $b$.
Determina los coeficientes $a, b, c, d$ de la función polinómica de tercer grado $f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d$ sabiendo que pasa por el origen de coordenadas, tiene un…
Determina los coeficientes $a, b, c, d$ de la función polinómica de tercer grado $f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d$ sabiendo que pasa por el origen de coordenadas, tiene un punto singular en $x = 2$ y presenta un punto de inflexión en $(1, -2)$.
Halla las ecuaciones de las rectas tangentes a la parábola $y = x^2 - 2x + 3$ que pasan por el punto exterior $P(1, -2)$.
Halla las ecuaciones de las rectas tangentes a la parábola $y = x^2 - 2x + 3$ que pasan por el punto exterior $P(1, -2)$.
Halla la ecuación de una parábola de la forma $y = ax^2 + bx + c$ sabiendo que es tangente a la recta $y = -2x + 5$ en el punto de abscisa $x = 1$ y que pasa por el…
Halla la ecuación de una parábola de la forma $y = ax^2 + bx + c$ sabiendo que es tangente a la recta $y = -2x + 5$ en el punto de abscisa $x = 1$ y que pasa por el punto $(-1, 15)$.
Demuestra matemáticamente que la función polinómica $f(x) = x^3 + 2x + 5$ es estrictamente creciente en todo su dominio $\mathbb{R}$ y, por tanto, no posee ninguna recta…
Demuestra matemáticamente que la función polinómica $f(x) = x^3 + 2x + 5$ es estrictamente creciente en todo su dominio $\mathbb{R}$ y, por tanto, no posee ninguna recta tangente que sea paralela al eje de abscisas.
Dadas las parábolas $f(x) = x^2$ y $g(x) = -x^2 + 8x - 16$, determina las ecuaciones de todas las rectas que son tangentes a ambas curvas simultáneamente.
Dadas las parábolas $f(x) = x^2$ y $g(x) = -x^2 + 8x - 16$, determina las ecuaciones de todas las rectas que son tangentes a ambas curvas simultáneamente.