Recta tangente a una curva
Ximena va en bicicleta por una pista curva y, de repente, suelta el manubrio en un punto: la bici sale disparada en línea recta, justo en la dirección que llevaba. Esa recta es la tangente a la trayectoria. Con la derivada podemos escribir su ecuación exacta y, de paso, usarla para estimar valores sin calculadora. Al final del apartado verás cómo.
La ecuación de la recta tangente
Calcula la pendiente de la recta tangente a la gráfica de la función $f(x) = x^2 - 3x$ en el punto de abscisa $x = 2$.
Calcula la pendiente de la recta tangente a la gráfica de la función $f(x) = x^2 - 3x$ en el punto de abscisa $x = 2$.
Halla la ecuación de la recta tangente a la curva $f(x) = x^2 + 1$ en el punto de abscisa $x = 1$, como el de la figura, escribiéndola en la forma…
Halla la ecuación de la recta tangente a la curva $f(x) = x^2 + 1$ en el punto de abscisa $x = 1$, como el de la figura, escribiéndola en la forma $y - f(1) = f'(1) \times (x - 1)$.
Determina la ecuación de la recta tangente a la función $f(x) = x^3 - 2x$ en el punto de abscisa $x = 1$.
Determina la ecuación de la recta tangente a la función $f(x) = x^3 - 2x$ en el punto de abscisa $x = 1$.
La pendiente como razón de cambio
La pendiente de la tangente no es solo un dato geométrico: dice qué tan rápido cambia $y$ respecto de $x$ justo en ese punto. Es la razón de cambio instantánea, y sus unidades son las de $y$ entre las de $x$.
Si $s(t)$ es la posición de un objeto en movimiento (en metros) en el instante $t$ (en segundos), entonces $s'(a)$ es la velocidad instantánea en $t=a$, y se mide en m/s. En la gráfica de $s(t)$, la pendiente de la tangente en $t=a$ es esa velocidad.
Un ciclista que entrena en un velódromo recorre $s(t) = 2t^2 + 3t$ metros durante los primeros $t$ segundos. a) Halla la ecuación de la recta tangente a la gráfica de…
Un ciclista que entrena en un velódromo recorre $s(t) = 2t^2 + 3t$ metros durante los primeros $t$ segundos.
- a) Halla la ecuación de la recta tangente a la gráfica de $s(t)$ en el instante $t = 2$.
- b) ¿Qué magnitud física representa la pendiente de esa recta tangente? Indica su valor y sus unidades.
Tangentes a otras funciones
El procedimiento es siempre el mismo: calcular $f(a)$, calcular $f'(a)$ y sustituir en $y-f(a)=f'(a)(x-a)$. Solo cambia la forma de derivar.
Fíjate en la figura: cerca de $x=1$ la curva y su tangente casi se pegan. Por eso $\ln x \approx x-1$ para $x$ muy cercano a $1$.
La figura muestra la rama de la hipérbola $f(x) = \frac{1}{x}$ correspondiente a $x > 0$ y el punto de abscisa $x = 2$. Halla la ecuación de la recta tangente en ese…
La figura muestra la rama de la hipérbola $f(x) = \frac{1}{x}$ correspondiente a $x > 0$ y el punto de abscisa $x = 2$. Halla la ecuación de la recta tangente en ese punto y comprueba que corta al eje de ordenadas en $y = 1$.
Halla la ecuación de la recta tangente a la curva $f(x) = \ln x$ en el punto de abscisa $x = 1$. ¿Qué relación guarda esa recta con los valores de $\ln x$ cuando $x$…
Halla la ecuación de la recta tangente a la curva $f(x) = \ln x$ en el punto de abscisa $x = 1$. ¿Qué relación guarda esa recta con los valores de $\ln x$ cuando $x$ está muy cerca de $1$?
Tangente horizontal o paralela a una recta
¿En qué punto de la gráfica de la función $f(x) = x^2 - 4x + 3$ la recta tangente es horizontal? Indica las coordenadas del punto.
¿En qué punto de la gráfica de la función $f(x) = x^2 - 4x + 3$ la recta tangente es horizontal? Indica las coordenadas del punto.
Encuentra el punto de la parábola $f(x) = x^2$ en el que la recta tangente es paralela a la recta $y = 4x - 1$.
Encuentra el punto de la parábola $f(x) = x^2$ en el que la recta tangente es paralela a la recta $y = 4x - 1$.
Encuentra los puntos de la gráfica de $f(x) = x^3 - 3x + 2$ en los que la recta tangente es paralela a la recta $y = 9x + 5$, e indica las coordenadas de cada uno.
Encuentra los puntos de la gráfica de $f(x) = x^3 - 3x + 2$ en los que la recta tangente es paralela a la recta $y = 9x + 5$, e indica las coordenadas de cada uno.
Sea la función $f(x) = x^2 - 2x + 3$. a) Halla la ecuación de la recta tangente en el punto de abscisa $x = 3$. b) Determina los puntos de corte de esa recta tangente…
Sea la función $f(x) = x^2 - 2x + 3$.
- a) Halla la ecuación de la recta tangente en el punto de abscisa $x = 3$.
- b) Determina los puntos de corte de esa recta tangente con los ejes de coordenadas.
- c) Calcula el área del triángulo que la recta tangente forma con los dos ejes.
¿La tangente toca la curva una sola vez?
Tangente no significa «toca en un solo punto». Esa idea viene de la circunferencia, pero en otras curvas la tangente puede cortar la gráfica en otro lugar.
Razona si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: «La recta tangente a una curva en un punto no puede volver a cortar a la curva en otro punto». Si es falsa, pon…
Razona si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: «La recta tangente a una curva en un punto no puede volver a cortar a la curva en otro punto». Si es falsa, pon un contraejemplo con la función $f(x) = x^3$ en el punto de abscisa $x = 1$.
La recta normal
La recta normal a una curva en un punto es la perpendicular a la recta tangente en ese punto. Halla las ecuaciones de la recta tangente y de la recta normal a la…
La recta normal a una curva en un punto es la perpendicular a la recta tangente en ese punto. Halla las ecuaciones de la recta tangente y de la recta normal a la parábola $f(x) = x^2$ en el punto de abscisa $x = 1$.
Tangentes desde un punto exterior
Si el punto dado no está en la curva, no podemos usar $(a, f(a))$ con sus coordenadas. Se plantea la tangente en un punto genérico $x=a$ y se exige que pase por el punto dado. Eso produce una ecuación en $a$.
Desde el punto $P(0, -4)$, exterior a la parábola $f(x) = x^2$ y representado en la figura, se quieren trazar rectas tangentes a la curva. a) Escribe la ecuación de la…
Desde el punto $P(0, -4)$, exterior a la parábola $f(x) = x^2$ y representado en la figura, se quieren trazar rectas tangentes a la curva.
- a) Escribe la ecuación de la recta tangente a la parábola en un punto genérico de abscisa $x = a$.
- b) Impón la condición de que pase por $P$ y halla las ecuaciones de las dos rectas tangentes posibles, indicando los puntos de tangencia.
Determina el punto de la curva $f(x) = \ln x$ en el que la recta tangente pasa por el origen de coordenadas, y escribe la ecuación de dicha tangente. (Sugerencia:…
Determina el punto de la curva $f(x) = \ln x$ en el que la recta tangente pasa por el origen de coordenadas, y escribe la ecuación de dicha tangente. (Sugerencia: plantea la tangente en un punto genérico de abscisa $x = a$ e impón que pase por $(0, 0)$.)
Ángulo entre curvas y estimaciones con la tangente
Cerca del punto de tangencia, la recta tangente casi coincide con la curva. De ahí salen dos aplicaciones.
Ángulo entre dos curvas. Es el ángulo entre sus tangentes en el punto de corte. Con pendientes $m_1$ y $m_2$:
$$\tan\theta=\left|\frac{m_1-m_2}{1+m_1m_2}\right|$$Estimar valores. Para $x$ cerca de $a$: $f(x)\approx f(a)+f'(a)(x-a)$.
Vuelve al principio: la bici de Ximena sale por la tangente, y esa recta es la mejor aproximación de la trayectoria cerca del punto donde suelta el manubrio.
Las parábolas $f(x) = x^2$ y $g(x) = 2 - x^2$ se cortan formando un ángulo, el que forman sus rectas tangentes en el punto de corte, como se muestra en la figura. a)…
Las parábolas $f(x) = x^2$ y $g(x) = 2 - x^2$ se cortan formando un ángulo, el que forman sus rectas tangentes en el punto de corte, como se muestra en la figura.
- a) Comprueba que las dos curvas se cortan en los puntos de abscisa $x = -1$ y $x = 1$.
- b) Calcula las pendientes de las tangentes de ambas curvas en el punto de abscisa $x = 1$.
- c) Utilizando la fórmula del ángulo entre dos rectas, $\tan \theta = \left| \frac{m_1 - m_2}{1 + m_1 \times m_2} \right|$, halla el ángulo que forman las dos curvas en ese punto.
Se quiere estimar el valor de $\sqrt{102}$ sin calculadora. a) Halla la ecuación de la recta tangente a $f(x) = \sqrt{x}$ en el punto de abscisa $x = 100$. b) Utiliza…
Se quiere estimar el valor de $\sqrt{102}$ sin calculadora.
- a) Halla la ecuación de la recta tangente a $f(x) = \sqrt{x}$ en el punto de abscisa $x = 100$.
- b) Utiliza esa recta para dar una estimación de $\sqrt{102}$ con dos cifras decimales.
- c) Sabiendo que el valor real redondeado a cuatro decimales es $10.0995$, comenta si la aproximación por la tangente es por exceso o por defecto y razona a qué se debe.