Tornar a la portadaMatemàtiques · 4t ESO B · Canviar d'assignatura
Començar gratis
ESO 4tB · Matemàtiques
Funcions · Funcions

Taxa de variació, taxa de variació mitjana i taxa de creixement

Un velocímetre no mesura la velocitat mitjana de tot un viatge, sinó la velocitat en cada instant concret. Fins ara només s'ha sabut calcular una mitjana: quant canvia una funció, de mitjana, entre dos punts. En aquest apartat es precisa aquesta idea amb la seva interpretació geomètrica (el pendent d'una recta secant) i es comença a respondre una pregunta més fina: què li passa a la funció just en un punt, no de mitjana en un tram? Aquesta pregunta és la porta d'entrada al concepte de derivada, que es formalitzarà més endavant.

Taxa de variació i taxa de variació mitjana

Practica★☆☆Sense començar
La taula següent mostra la temperatura $T$ (en $^{\circ}C$) d'una reacció química en funció del temps $t$ (en minuts). Per a $t = 0$, $T = 15$ Per a $t = 1$, $T = 18$…

La taula següent mostra la temperatura $T$ (en $^{\circ}C$) d'una reacció química en funció del temps $t$ (en minuts).

  • Per a $t = 0$, $T = 15$

  • Per a $t = 1$, $T = 18$

  • Per a $t = 2$, $T = 24$

  • Per a $t = 3$, $T = 32$

  • Per a $t = 4$, $T = 45$

  • Per a $t = 5$, $T = 60$

Calcula la taxa de variació (TV) i la taxa de variació mitjana (TVM) en l'interval $[2, 5]$.

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Donada la funció afí $f(x) = 4x - 5$, calcula la seva taxa de variació mitjana en els intervals $[-2, 1]$ i $[3, 6]$. Quina conclusió pots extreure sobre la taxa de…

Donada la funció afí $f(x) = 4x - 5$, calcula la seva taxa de variació mitjana en els intervals $[-2, 1]$ i $[3, 6]$. Quina conclusió pots extreure sobre la taxa de variació mitjana de les funcions lineals?

Resoldre
Practica★☆☆Sense començar
Calcula la taxa de variació mitjana de la funció quadràtica $f(x) = x^2 - 6x + 8$ en l'interval $[1, 4]$.

Calcula la taxa de variació mitjana de la funció quadràtica $f(x) = x^2 - 6x + 8$ en l'interval $[1, 4]$.

Resoldre

Interpretació geomètrica: la recta secant

Gràfica d'una funció amb una recta secant que uneix dos punts A i B, destacant els increments horitzontal i vertical que determinen el seu pendent. A(a, f(a))B(b, f(b)) Δx = b − aΔy = f(b) − f(a) recta secant AB, pendent = TVM[a,b]
Practica★☆☆Sense començar
El gràfic mostra el creixement d'una planta, on $h(t)$ és l'altura en centímetres i $t$ el temps en setmanes. A partir de la gràfica, calcula la taxa de variació mitjana…

El gràfic mostra el creixement d'una planta, on $h(t)$ és l'altura en centímetres i $t$ el temps en setmanes. A partir de la gràfica, calcula la taxa de variació mitjana de l'altura en l'interval $[1, 4]$.

t (setmanes) h (cm) 1 2 3 4 5 20 40 60 80 100
Resoldre
Practica★★☆Sense començar
La gràfica següent mostra el nombre d'espectadors $V(t)$, en milers, de les retransmissions d'un torneig d'e-sports durant els primers $5$ mesos de la temporada. Calcula…

La gràfica següent mostra el nombre d'espectadors $V(t)$, en milers, de les retransmissions d'un torneig d'e-sports durant els primers $5$ mesos de la temporada. Calcula la taxa de variació mitjana en els intervals $[1, 3]$ i $[3, 5]$. Interpreta el significat dels signes obtinguts en cada cas.

t (mesos) V (milers) 0 1 2 3 4 5 6 5 10 15 20 25
Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Considera la funció quadràtica $f(x) = x^2 - 3x + 2$. Calcula la taxa de variació mitjana en l'interval $[2, 5]$ i utilitza aquest valor per escriure l'equació de la…

Considera la funció quadràtica $f(x) = x^2 - 3x + 2$. Calcula la taxa de variació mitjana en l'interval $[2, 5]$ i utilitza aquest valor per escriure l'equació de la recta secant a la gràfica de $f(x)$ que passa pels punts d'abscissa $x = 2$ i $x = 5$.

Resoldre

Taxa de creixement: variació relativa i percentual

Gràfica comparativa de dues magnituds amb el mateix increment absolut però diferent valor de partida per il·lustrar la taxa de creixement percentual. f(a) = 2000 f(b) = 2500 +25 %
Practica★☆☆Sense començar
El nombre d'usuaris actius d'una aplicació mòbil va passar de $2000$ a $2500$ al llarg d'un mes. Calcula la taxa de creixement expressada en percentatge.

El nombre d'usuaris actius d'una aplicació mòbil va passar de $2000$ a $2500$ al llarg d'un mes. Calcula la taxa de creixement expressada en percentatge.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
El valor d'un cotxe es deprecia segons la funció $V(t) = 24000 \cdot 0,85^t$, on $t$ són els anys transcorreguts des de la seva compra i $V(t)$ el preu en euros. Calcula…

El valor d'un cotxe es deprecia segons la funció $V(t) = 24000 \cdot 0,85^t$, on $t$ són els anys transcorreguts des de la seva compra i $V(t)$ el preu en euros. Calcula la taxa de creixement percentual en el primer any (interval $[0, 1]$) i explica el significat pràctic del seu signe.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
El preu d'un producte tecnològic era de $800$ € quan es va llançar. Dos mesos després, el seu preu va baixar a $640$ €. Suposant un model de decreixement lineal, calcula…

El preu d'un producte tecnològic era de $800$ € quan es va llançar. Dos mesos després, el seu preu va baixar a $640$ €. Suposant un model de decreixement lineal, calcula la taxa de variació mitjana mensual i la taxa de creixement percentual total en aquests dos primers mesos.

Resoldre

Taxa de variació instantània: estrenyent l'interval

La idea és senzilla: es fixa l'extrem $a$ i es deixa que l'altre extrem $b$ s'acosti cada vegada més a $a$. La secant que uneix $A(a,f(a))$ amb $B(b,f(b))$ va girant i, quan $b$ és molt proper a $a$, s'aproxima a una recta que «toca» la gràfica just a $A$ sense creuar-la: la recta tangent.

Animació: el punt B recorre la corba acostant-se al punt A i la recta secant que els uneix va girant al voltant d'A; les posicions anteriors de b queden atenuades i al final la secant es confon amb la recta tangent. b molt lluny b més a prop b gairebé a a: tangent A(a, f(a))
Practica★★☆Sense començar
Les visualitzacions d'un vídeo viral creixen seguint el model matemàtic $N(t) = 100 \cdot 2^t$, on $N$ és el nombre de visualitzacions en milers i $t$ es mesura en dies.…

Les visualitzacions d'un vídeo viral creixen seguint el model matemàtic $N(t) = 100 \cdot 2^t$, on $N$ és el nombre de visualitzacions en milers i $t$ es mesura en dies. Calcula la taxa de variació mitjana en els intervals $[1, 3]$ i $[3, 5]$. Compara els resultats i explica què indiquen sobre el ritme de creixement del vídeo.

Resoldre
Practica★★★Sense començar
Obtén l'expressió algebraica simplificada per a la taxa de variació mitjana de la funció $f(x) = 2x^2 - 5x + 1$ en l'interval genèric $[a, a+h]$, on $h > 0$.

Obtén l'expressió algebraica simplificada per a la taxa de variació mitjana de la funció $f(x) = 2x^2 - 5x + 1$ en l'interval genèric $[a, a+h]$, on $h > 0$.

Resoldre
Practica★★★Sense començar
La posició d'un objecte en caiguda lliure ve donada per $e(t) = 5t^2$ (on $e$ es mesura en metres i $t$ en segons). Troba l'instant exacte de temps $t > 1$ per al qual…

La posició d'un objecte en caiguda lliure ve donada per $e(t) = 5t^2$ (on $e$ es mesura en metres i $t$ en segons). Troba l'instant exacte de temps $t > 1$ per al qual la velocitat mitjana (que coincideix amb la taxa de variació mitjana) en l'interval $[1, t]$ és exactament de $25$ m/s.

Resoldre

Comparar ritmes de canvi en diferents trams

Practica★★☆Sense començar
Des d'un pont alt es deixa caure una pedra. L'altura $h$ (en metres) respecte a la superfície de l'aigua en funció del temps $t$ (en segons) ve donada per l'equació…

Des d'un pont alt es deixa caure una pedra. L'altura $h$ (en metres) respecte a la superfície de l'aigua en funció del temps $t$ (en segons) ve donada per l'equació $h(t) = 45 - 5t^2$. Calcula la taxa de variació mitjana en l'interval $[1; 2,5]$. Quina magnitud física representa aquest valor i per què té signe negatiu?

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
El volum $V$ (en litres) d'aigua en un dipòsit industrial que s'està buidant ve donat per la funció $V(t) = 500 - 10t - t^2$, on $t$ es mesura en minuts. Calcula la taxa…

El volum $V$ (en litres) d'aigua en un dipòsit industrial que s'està buidant ve donat per la funció $V(t) = 500 - 10t - t^2$, on $t$ es mesura en minuts. Calcula la taxa de variació mitjana en els intervals $[0, 5]$ i $[5, 10]$. En quin interval de temps es buida més ràpid el dipòsit?

Resoldre
Practica★★★Sense començar
La distància de frenada $d$ (en metres) d'un vehicle en funció de la seva velocitat $v$ (en km/h) es modelitza mitjançant la funció $d(v) = 0,005v^2 + 0,2v$. Calcula la…

La distància de frenada $d$ (en metres) d'un vehicle en funció de la seva velocitat $v$ (en km/h) es modelitza mitjançant la funció $d(v) = 0,005v^2 + 0,2v$. Calcula la taxa de variació mitjana en els intervals $[40, 60]$ i $[100, 120]$. Explica raonadament per què l'increment mitjà de la distància de frenada és molt més gran a velocitats altes.

Resoldre
Practica★★★Sense començar
Donada la funció racional $f(x) = \frac{x^2 + 4}{x}$, calcula i compara la taxa de variació mitjana en els intervals $[1, 2]$ i $[-2, -1]$. Justifica analíticament per…

Donada la funció racional $f(x) = \frac{x^2 + 4}{x}$, calcula i compara la taxa de variació mitjana en els intervals $[1, 2]$ i $[-2, -1]$. Justifica analíticament per què s'obté el mateix resultat utilitzant la simetria senar de la funció.

Resoldre

Torna al principi: El velocímetre mesura la taxa de variació instantània: la velocitat mitjana calculada en un interval de temps tan minúscul que coincideix pràcticament amb el pendent de la recta tangent en aquell segon exacte.

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat