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Am1 - TP 3 - 2022
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DERIVADAS
ANÁLISIS MATEMÁTICO 1
La tasa de variación media, TVM, de una función, f(x), en un intervalo [x1 , x2],
es el cociente incremental:
𝑓(𝑥2 ) − 𝑓(𝑥1 ) ∆𝑓
𝑇. 𝑉. 𝑀. = =
𝑥2 − 𝑥1 ∆𝑥
Ej. 3-01Calcular la tasa de variación media de la función f(x)=x 2 – 5x entre x=1 y x=3.
Interpretar geométricamente.
Ej. 3-02: una piedra se cae desde un edificio de altura 150 m. Según la ley de caída libre la
distancia recorrida por la piedra está dada por s(t) = 4,9 t 2, donde t se mide en segundos y
s en metros. Hallar la velocidad media de la piedra enlos intervalos [1,1,5]; [1,1.1]; [1, 1.01]
𝑓 (𝑥+∆𝑥)−𝑓(𝑥) ∆𝑓
𝑓 ′ (𝑥 ) = lim = lim con 𝐷𝑜𝑚𝑓′ ⊆ 𝐷𝑜𝑚𝑓
∆𝑥→0 ∆𝑥 ∆𝑥→0 ∆𝑥
a) f ( x ) 2 x 2 en x0 2 b) f ( x ) sen x en x0 / 2
1
c) f ( x ) ln x en x0 1 d) f ( x ) en x0 0,5
x
1
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a) lim
1 h 1
, b) lim
2 h 8
3
, c) lim
x9 1
, d ) lim
cos x 1
h 0 h h 0 h x 1 x 1 x 3 x 3
x 3 x 1
2
f ( x) x 1 x 2
x 2 x2
b) Estudiar continuidad y derivabilidad en x=0 para:
x
x0
g ( x) 2 e 1 x
0 x0
Ej.3-09 a) Determinar los valores de “a” y “b” para que la función g(x) sea continua y
derivable en [-2; 3] Siendo
2ax 5 x2
g ( x) 2
bx 1 x2
b) Determinar los valores de “a” y “b” para que la función h(x) sea continua y derivable
para todos los reales. Una vez calculados dichos valores determinar la función derivada de
h(x) y graficar ambas funciones.
ax 2 2 x x 1
h( x )
bx 1 x 1
2
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x 2 x c
f ( x)
ax b x c
ax 2 b x c
f ( x) 1
x x c
Indique en cada caso, además, si existe algún punto donde la derivada sea nula o
no exista.
a) b)
c) d)
3
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e) f)
x3 x2 1
a ) f ( x) x 3 x 4
5 4
b) f ( x ) x x x 3 2 4 3
c) f ( x)
5
x2 1 x m x2
d ) f ( x) 2ax 3
e) f ( x ) 2 f ) f ( x) e x 2 ln x
b x m b n
g ) f ( x) senx. cos x h) f ( x) (3x 2 5)( x 1) i ) f ( x) xe x
j ) f ( x) 3x( x senx) k ) f ( x) tgx l ) f ( x) ctgx
ax ln x senx
m) f ( x ) n) f ( x ) o) f ( x )
ax x x
1 x senx
p) f ( x) 2 x cos ecx q ) f ( x) r ) f ( x) 3
1 x x 2
Ej.3-12Derivar las siguientes funciones compuestas, aplicando propiedades y reglas:
a) f ( x) (2 x 2 3) 2 b) f ( x) x 2 a 2 c) f ( x) cos x
d) f ( x) sen x 2
e) f ( x) ln cos x f) f ( x) cos(x3 3x)
g) f ( x) ln sen 2 x h) f ( x) eln x i) f ( x) ln( x )
2
4
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Ej. 3-13:Supongamos que las funciones f y g y sus derivadas tienen los siguientes valores
en x=2 y x=3.
x f(x) g(x) f’(x) g’(x)
2 8 2 1/3 -3
3 3 -4 2 5
Ej.3-23 Hay dos tangentes a la curva y 4 x x 2 que pasan por el punto (2;5). Encontrar
las ecuaciones de ambas.
bx 4
Ej. 3-24Determinarb tal que la recta tangente a la función h( x) en el punto de
x2
intersección con el eje de ordenadas sea paralela a la recta y= -5/2x+4. Hallar la ecuación
de dicha recta tangente y graficar todo en un mismo par de ejes cartesianos.
Derivación Logarítmica
a ) f ( x) x x b) g ( x) x ln x c)h( x) (senx) x
d )i( x) e ( x e)k ( x) (Chx) x 1
x
)
f ) p( x) (2 x 2 ) 3 x 1
g) g ( x) (4 x x)
2 Cos ( 3 x )
3 x 1
Ejercicio 3-27: Determina la ecuación de la recta normal a la curva de ecuación y (1 2 x) 4
Ej.3-28: Derivar respecto de x las siguientes expresiones que definen a “y” como función o
relación de “x” en forma implícita:
a )b 2 x 2 a 2 y 2 a 2 b 2 b) y 3 3 y 2ax 0 c) y cos(x y )
d ) cos(xy ) x e) x y xy x y 0
2 2 2 2
f ) 3 x. y xy 3 3 y
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Derivada Segunda
x
3
x x0
Ej.3-39 Dada h : / h( x) 2
ax bx c x x0
i) Indicar cuáles son las condiciones que se deben cumplir para que exista h”( x 0 ).
ii) Determinar a, b, c en función de x 0 de forma que exista h”( x 0 ).
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FÍSICA: CINEMÁTICA
S(t) C D
B
A
t
Ej.3-43: La posición a través del tiempo, de una partícula que realiza un movimiento
circular, está dada por la ecuación (t)= ½ t2. ¿Cuál es la velocidad (t) y la aceleración
a(t) angulares al cabo de 7 segundos?
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Ej. 3-46: Debido a unas pésimas condiciones ambientales, una colonia de un millón de
bacterias no comienza su reproducción hasta pasados dos meses. La función que
representa la población de la colonia al variar el tiempo (expresado en meses) viene dada
106 0t2
por: f ( t )
106.e t 2 si t 2
Se pide:
a) Verificar que la población es función continua del tiempo.
b) Calcular la tasa de variación media de la población en los intervalos [0;2] y [0;4].
c) Calcular la tasa de variación instantánea en t = 4 meses.
Ej.3-47: La ley de Boyle para los gases perfectos establece que a temperatura constante
P.V=Cdonde P=P(t)es la presión, V=V(t)el volumen y Cuna constante.
Si la presión está dada por la expresión: P(t) = 20 + 2t con P en cm de Hg ,t en seg ; y el
volumen inicial es de 50 cm3. Determinar la razón de cambio instantáneo delvolumen V
con respecto al tiempo t a los 10 segundos.
Verdadero, Falso
DIFERENCIALES
x0 x y dy y dy
1 0,1
1 0,001
1 0,00001
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Ej. 3-01: -1
Ej. 3-02 en [1,1.5] vm = 12.25 m/s, en [1, 1.1] vm = 10.29 m/s; en [1, 1.01] vm = 9.849m/s
Ej. 3-03:
6 1 1
a )f ' ( x ) 2x 2 ; b )f ' ( x ) ; c)f ' ( x ) ; d )f ' ( x )
(3x 1) 2 2 x 2x x
e)f ' ( x ) cos x ; f )f ' ( x ) 1 ; g )f ' ( x ) e x ; h )f ' ( x ) 12 sen x2
x
Ej.3-05
a ) f ( x) x a 1, b) f ( x) x 3 a 2, c) f ( x) x 9 a 1 , d ) f ( x) cos x a 3
1 si x 6
Ej.3-06: f ´( x)
1 si x 6
2 x si x 0
Ej.3-07 f ´( x)
2 x si x 0
Ej. 3-08:
1 x < -1
f ’ (x) = 2x -1< x< 2
1 x>2
Ej.3-09: a) a 2; b 1
b) a = -1, b = 0
c) a 2c; b c 2 ;
d) a 1 /(2c 3 ) b 3 /(2c)
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Ej. 3-11:
1 3x 2 2 x
2 3
a ) f ' ( x ) 5 x 4 12 x 3 ;b) f ' ( x) ;c ) f ' ( x )
2 x 33 x 4 4 x 5
2x 1 1 2x 2
d ) f ' ( x) 6ax 2 2 ;e) f ' ( x) 2 ; f ) f ' ( x) e x
b x m n x
g ) f ' ( x) cos x sen x;h) f ' ( x ) 9 x 6 x 5 ;i ) f ' ( x) e ( x 1)
2 2 2 x
x
j ) f ' ( x ) 3 x senx xcos x ;k ) f ' ( x ) sec 2 x
2 x
2a 1 ln x
l ) f ' ( x ) cos ec 2 x ;m) f ' ( x) ;n) f ' ( x)
a x 2
x2
cos x .x senx 2senx x cos x 2
o) f ' ( x ) ; p) f ' ( x) ;q ) f ' ( x)
x 2 2
sen x 1 x 2
r ) f ' ( x)
x 3
2 cos x 3 x 2 senx
;
x 3
2
2
Ej.3-12:
a) f ' ( x) 8x 2 x 2 3 b) f ' ( x)
x
c) f ' ( x)
sen x
x a 2 2
2 x
d) f ' ( x) sen(2x) e) f ' ( x) tgx f)
f ' ( x) (3x 2 3).sen( x 3 3x)
g) f ' ( x) 2 cot gx h) f ' ( x) 1 1
i) f ' ( x)
x ln x 2
j) f ' ( x) senx. cos(cos x) k) f ' ( x) 6e3 x sec2 e3 x l) f ' ( x)
ln10 1
x ln10
Ch x .e Sh x
1 2
ll) f ' ( x) m) f ' ( x) n) f ' ( x)
2 x cos x Sh 2 x.Ch 2 x
e e x p) f ' ( x) e x e e
x x
1
o) f ' ( x) q) f ' ( x)
2 x ln x
r) f ' ( x) tgx s) 1
t) f ' ( x)
2 x cos x 1 x 1 x2
f ' ( x) 2
x senx ln10
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10
Ej. 3-13: a) -8π + 15b) (-8π-15)/16 c) -1 d) e) no se puede f) 10π
3 68
Ej.3-14: a) y 12 x 12 b) y x c) y 14 x 34
Ej.3-15: a) f ´(2) 7 , yt 7 x 12
b) y = -9x+28/3
Ej.3-16: P(1;0) , Q( 13 ; 32
27 )
Ej.3-18: P ln 3; 7 3. ln 3
Ej.3-19: yt 12 x 1
Ej.3-22 Si, la recta normal cruza a la parábola por segunda vez en (-1;-2)
Ej.3-23: yt 2 x 1 , yt 2 x 9
Ej.3-25: a 1
4 , b 1 , yt 12 x 52
Ej.3-26
ln x
a) f ' ( x) x x (1 ln x);b) f ' ( x) x ln x 2 ; c) f ' ( x) senx ln senx x cot gx
x
x
d ) f ' ( x) e x x x 1 ln x ;e
x
e) f ' ( x) Chx
x 1
ln Chx x 1Thx
6 x 2 2 3 x 1
f ) p' ( x) 3 ln( 2 x 2 ) (2 x )
x
cos(3x)
g) g ' ( x) 3sen(3x) ln( 4 x 2 x) 2 (8 x 1) (4 x 2 x) cos(3 x )
4x x
Ej.3-27: y = -2 x +1
Ej. 3-28:
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b2 x 2a sen( x y )
a ) y' ; b) y ' ; c ) y' ;
a2 y 3(1 y 2 ) 1 sen( x y )
1 y sen( xy ) y 2 2 xy 2 x
d ) y' ; e) y' 2
x sen( xy ) x 2 y 2 xy
Ej.3-29: yt 92 x 52
Ej.3-30: a) yt 94 x 14 b) 2 ; 2 2 ; 2
Ej. 3-32: tangente horizontal (3,6) (-3,-6), tangente vertical (6,3), (-6,-3)
1 2x 2 1
Ej.3-36: a ) y" ; b ) y" ; c ) y" x 2 sen x 2 x cos x 2 sen x ; d ) y" e x ( 2 x )
1 x 2
5
2
x
Ej.3-37
32
a ) (0;0); b)no hay ; c) (e ; 32 e 3 );
2
d)P1 2 2 ; 2 2 e ( 2 2)
2
y P2 2 2 ; 2 2 e ( 2 2)
Ej.3-38 no existe
Ej.3-40: P( x) x 2 x 3
Ej.3-41:
k k
a) t con k N 0 f ( ) (1) k 4
2 2
3 3
, b) t k , k N 0 f k 0
4 4
1
c) t k f k 0
4 4
Ej.3-44: i) Q' (0,5seg ) 194 A , Q' (1seg ) 5 A , ii )Q' (t )es mín. para t 23 seg
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106 (e 2 1)
Ej. 3-46: b1) TVM f(t)=0 en [0;2] b2) TVM(f(t))= c) f ‘(4) = 106.e2
4
Ej.3-47: V(t) = 1000/ (20+2t) ; V’(10) = -2000 / (20+2.10)2 = -1,25 cm3/seg (disminuye) ;
Diferenciales
a 2
Ej.3-49: a ) dy 2 dx ; b) dy e x (1 x )dx ; c ) dy cot gx dx ; d ) dy dx
a x
2
(1 x 2 )
Ej.3-51: a ) y 0,00829885 ; dy 0,0083... ; b) y 0,002082249 ; dy 0,002083...
Ej.3-54:
a) 82 9,05..b) 127 11, 27;c)e 0,03 1,03;d )tg 46º 1,03;e)sen 29º 0,48; f ) ln 2.82 1,037
Ej.3-55: v 0,03x 3
15