Matemática Básica para
              Economistas MA99

                     UNIDAD 6

                     Clase 11.2

Tema: Función Lineal y Función Cuadrática
Objetivos:

•   Presentar la fórmula general de la función lineal
    e identificar sus elementos (pendiente y
    ordenada en el origen)
•   Presentar la fórmula general de la función
    cuadrática e identificar sus elementos (vértice)
•   Estudiar las aplicaciones de la función lineal y
    cuadrática.
Función Lineal
                   f(x) = mx + b

 m es la pendiente de la ecuación de la recta
 b es la ordenada en el origen

Cuando m = 0, la función se denomina
 “función constante”


                     f(x) = b
Función Lineal
                          4

                          3
f(x) = mx + b
                          2
                               b
                          1

          -3    -2   -1    0       1   2   3

                          -1

                          -2

dom( f ) = R              -3
Ejemplo: f ( x) = x + 3 ; x ∈ [ − 1, 2]

                    5



                    4



                    3



                    2



                    1




−4   −3   −2   −1        1   2    3    4       5   6
Ejemplo:              f(x) = x
                           5



                           4



                           3



                           2



                           1




−5   −4   −3   −2     −1          1     2   3   4   5


                           −1



                           −2



                           −3
                    Función Identidad
Ejemplo:             f(x) = c
                           4

                           3
                           c
                           2

                           1


             -2      -1    0    1   2
 Función Constante
Función Lineal: Aplicaciones

1. Los costos variables y fijos de producción de cierto artículo
   son $30 y $24,000, respectivamente. Si el precio es de $40,
   determine y grafique en un mismo sistema de coordenadas
   las funciones de costo e ingreso. Determine el punto de
   equilibrio y grafique la utilidad.

2. Dadas las funciones de oferta: p – q =10 y de demanda:
   2p + q = 80. Si la gráfica de la función de oferta se traslada
   en forma paralela de tal manera que el nuevo precio de
   equilibrio es 28. Hallar la nueva ecuación de la oferta y la
   cantidad de equilibrio correspondiente. Grafique.
Función Lineal: Aplicaciones

3. Un consumidor gasta siempre todo su ingreso (I) en la
   compra de dos tipos de bienes (x,y) cuyos precios unitarios
   son Px y Py.

      a)   Hallar y graficar una ecuación que represente todas las
           combinaciones posibles de cantidades que se pueden
           adquirir de cada bien.

      b)   ¿Cómo se traslada la gráfica si:
                Px se triplica?
                Px se reduce a la mitad?
                I se duplica?
                Ambos precios se duplican?
Aplicaciones:
           Razón de cambio promedio

 y                      f

                                           ∆Y
                Q                    RCP =
f(b)                                       ∆X
                                           f (b) − f (a )
                            ∆y       RCP =
       P                                       b−a
f(a)                                 RCP = pendiente de la recta
           ∆x
                                            que pasa por P y Q


       a            b
                                 x
Aplicaciones:
      Razón de cambio promedio

La siguiente tabla muestra las ventas en dos años
diferentes en dos tiendas en una cadena de
tiendas de descuento.
 Tienda      Ventas en          Ventas en
               1992               1995
     A       $100 000           $160 000
     B        $50 000           $140 000
Un estudio de los libros de la empresa sugiere que
las ventas de ambas tiendas han crecido
linealmente (es decir, las ventas pueden
aproximarse por una función lineal con bastante
precisión).
Aplicaciones:
         Razón de cambio promedio

a) Encuentre una ecuación lineal              que
   describa las ventas de la tienda A
              y = 20 000x + 100 000
b) Encuentre una ecuación lineal que describa
    las ventas de la tienda B
                y = 30 000x + 50 000

c)       Encuentre la razón de cambio
      promedio en “a”.
                       $ 60 000
     R.C.P en ventas =          = $ 20 000 por año
                           3
Aplicaciones:
       Razón de cambio promedio

 d) Encuentre la razón de cambio promedio
    en “b”.
                       $ 90 000
     R.C.P en ventas =          = $ 30 000 por año
                           3
 e) Compare resultados

Conclusión:
Si f(x) = mx +b es una función lineal,
entonces la razón de cambio promedio de
y con respecto a x es la pendiente de la recta
Costo Marginal

 Suponga que el costo de producir radios –
 reloj puede aproximarse mediante el
 modelo lineal   C(x) = 12x + 100
 donde C(x) es el costo en dólares por
 producir “x” radios- reloj.
a)   ¿Cuál es el costo de producir 0 radios-reloj?
b)   ¿Cuál es el costo de producir 5 radios- reloj?
c)   ¿Cuál es el costo de producir 6 radios- reloj?
d)   ¿Cuál es el costo de producir el sexto radio?
e)   ¿Cuál es el costo de producir el radio número 81?
f)   ¿Cuál es el costo adicional por radio?
Función Cuadrática
                         f(x) = ax2 + bx + c

     Su gráfica es una parábola cuya forma
     dependerá de los valores de a, b y c.
     Por ejemplo:
                                        y

                                   5

                                   4

                                   3

                                   2

                                   1
                                                                    x
-7   -6   -5   -4   -3   -2   -1            1   2   3   4   5   6   7

                                   -1

                                   -2
Función Cuadrática

   y = ax + bx + c
           2
                                        2
                                          b     2 b 
                                 y −  c −  = a x + 
                                                               2

                                         4a        2a 
                                              
          2 b 
    y = a x + x  + c
                                      y − k = a( x − h )
                                                           2
             a 
      2 b  b 2  b 2              Parábola
y = a x + x +   −    + c
         a  2a   2a  
                                     b             b2
                                   h=−         k =c−
                2                      2a            4a
      2 b        b2
y = a x +  + c −
         2a      4a
f ( x ) = a ( x − h) + k       2

           Una vez puesta en su forma estándar se
           aprecia que la gráfica de f es una parábola
           de vértice (h, k) (valor extremo)
           Se abre hacia arriba si a > 0
           Se abre hacia abajo si a < 0
                8 y                                              8 y
                7                                                7
                6                                                6
                                                                                a<0
                5                      a>0                       5
                                                                 4
                                                                            (h, k)
                4
                3                                                3
                              (h, k)
                                                                 2
                2
                                                                 1
                1                                                                      x
                                              x
                                            -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1       1   2 3 4 5   6 7
-6 -5 -4 -3 -2 -1     1   2    3 4     5   6 7                 -1
                -1
                                                              -2
               -2
                              b, c son diferentes de-3
                                                     cero
Sea V(h,k) el vértice:
              f(h) = k es el mínimo valor de f cuando a>0
              f(h) = k es el máximo valor de f cuando a<0

               8 y                                            8 y
               7                                              7
               6                                              6
                                                                             a<0
               5                      a>0                     5
                                                                         (h, k)
               4                                              4
               3             (h, k)                           3
               2                                              2
               1                                              1
                                             x                                        x

6 -5 -4 -3 -2 -1     1   2    3 4     5   6-77-6 -5 -4 -3 -2 -1
                                                              -1
                                                                    1   2 3 4     5 6 7
               -1
                                                             -2
              -2
                                                             -3
              -3
Ejemplos:
Para cada función cuadrática
a. Exprese f en forma estándar
b. Trace la gráfica de f
c. Determine el valor extremo de f.
d. Intersecciones con los ejes.
e. Determine el valor de las funciones f y g
   para x = -b/2a Analice.

      f ( x) = 5 x − 30 x + 49
                2


      g ( x) = − 2 x + 4 x + 5
                    2
Conclusión:

La gráfica de la función :
           f(x) = a x2+ b x + c
tiene su vértice en el punto de
coordenadas:


   x= -b/2a     ;   y = f(-b/2a)
                     = c - b2/4a
Ejemplos:
Para cada función cuadrática
a. Determine el valor extremo de f.
b. Intersecciones con los ejes.
c. Trace la gráfica de f.

        g(x) = −2x + 12x − 19
                   2



        h(x) = x −x −6 2
Un caso particular
Cuando se traza la gráfica de una
función cuadrática, a la recta vertical
que pasa por el vértice se le denomina
“eje de simetría”

Si la gráfica de una función cuadrática
corta al eje “x” en dos puntos, la
abscisa del vértice es igual a la semi-
suma de las abscisas de estos puntos
de corte.
Si la función cuadrática f se puede
                                     expresar f(x) = a(x-p)(x-q) entonces:
                                                                      a>0                                                                                                       y
                                                                                                                                                                                    a<0
                                                                y                                                                                                           6
                                                          10

                                                                                                                                                                            5
                                                            9


                                                                                                                                                                            4
                                                            8


                                                            7                                                                                                               3


                                                            6                                                                                                               2


                                                            5



                                                                                                                                                                                p
                                                                                                                                                                            1




                                               −18    −17
                                                            4

                                                                −16       −15       −14       −13       −12   −11   −10   −9       −8   −7   −6   −5   −4   −3   −2   −1            1   2   3   4
                                                                                                                                                                                                    q   5   6   7   8
                                                                                                                                                                                                                        x



                                                            3
                                                                                                                                                                           −1

                                                            2
                                                                                                                                                                           −2




                                                                p                                       q
                                                            1

                                                                                                                               x                                           −3


−11   −10   −9   −8   −7   −6   −5   −4   −3   −2    −1               1         2         3         4     5     6    7    8                                                −4
                                                          −1

                                                                                                                                                                           −5
                                                          −2

                                                                                                                                                                           −6
                                                          −3


                                                                                                                                                                           −7
                                                          −4


                                                          −5                                                                                                               −8


                                                          −6                                                                                                               −9
Ejemplo:
Trace la gráfica de las siguientes funciones:



  f(x) = 3( x −2)( x −5)


  g(x) = 3( − − x )( x −5)
             1
Otro caso particular
Si tiene como datos al vértice y otro
punto de paso de una parábola, ¿cómo
puede      obtener     la    regla   de
correspondencia de la función que tiene
por gráfica a dicha parábola?
En otras palabras, teniendo h y k más
un punto (x,y) por donde pasa la gráfica,
¿podemos      obtener   la   regla    de
correspondencia?
Ejemplo: Encuentre la regla de correspondencia de una función
cuadrática cuya gráfica tiene el vértice (3;4) y pasa por el punto
(6;,22).



   1) Utilizamos                 a ( x − h) + k2


   2) Para obtener               a ( x − 3) + 42

   3) Por la información dada -pasa por el punto
   (6,22)- sabemos que f(6) = 22

   4) Por lo tanto:      22 = a (6 − 3) + 4        2


   5) De donde:          a = 18 = 2
                                9
   6) Finalmente:         2( x − 3) + 4 2
2( x − 3) + 4      2

            26.0
            25.0
            24.0
            23.0
            22.0
            21.0
            20.0                                                  (6,22)
            19.0
            18.0
            17.0
            16.0
            15.0
            14.0
            13.0
            12.0
            11.0
            10.0
             9.0
             8.0
                          V(3,4)
             7.0
             6.0
             5.0
             4.0
             3.0
             2.0
             1.0

−2.0   −1.0 −1.0   1.0    2.0   3.0   4.0       5.0   6.0   7.0   8.0   9.0   10.0   11.0
            −2.0
Función Cuadrática
                      Aplicaciones

1. Al producir q artículos el costo total está dado por 1,500 +
   12q dólares y el precio por p = 40 – q/20 dólares.
   Determinar:
       a)   La función de utilidad y el punto de equilibrio. Graficar.
       b)   La utilidad máxima.
       c)   ¿Para qué cantidad de artículos se produce ganancia?
2. Dadas las ecuaciones de oferta:          p = q2/20 – q/5 + 16/5   y de
   demanda: p = -q2/30 – q/5 +76/5:
       a)   Graficarlas en un mismo plano.
       b)   Determine el punto de equilibrio.

Funcion lineal prueba

  • 1.
    Matemática Básica para Economistas MA99 UNIDAD 6 Clase 11.2 Tema: Función Lineal y Función Cuadrática
  • 2.
    Objetivos: • Presentar la fórmula general de la función lineal e identificar sus elementos (pendiente y ordenada en el origen) • Presentar la fórmula general de la función cuadrática e identificar sus elementos (vértice) • Estudiar las aplicaciones de la función lineal y cuadrática.
  • 3.
    Función Lineal f(x) = mx + b m es la pendiente de la ecuación de la recta b es la ordenada en el origen Cuando m = 0, la función se denomina “función constante” f(x) = b
  • 4.
    Función Lineal 4 3 f(x) = mx + b 2 b 1 -3 -2 -1 0 1 2 3 -1 -2 dom( f ) = R -3
  • 5.
    Ejemplo: f (x) = x + 3 ; x ∈ [ − 1, 2] 5 4 3 2 1 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 6
  • 6.
    Ejemplo: f(x) = x 5 4 3 2 1 −5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 −1 −2 −3 Función Identidad
  • 7.
    Ejemplo: f(x) = c 4 3 c 2 1 -2 -1 0 1 2 Función Constante
  • 8.
    Función Lineal: Aplicaciones 1.Los costos variables y fijos de producción de cierto artículo son $30 y $24,000, respectivamente. Si el precio es de $40, determine y grafique en un mismo sistema de coordenadas las funciones de costo e ingreso. Determine el punto de equilibrio y grafique la utilidad. 2. Dadas las funciones de oferta: p – q =10 y de demanda: 2p + q = 80. Si la gráfica de la función de oferta se traslada en forma paralela de tal manera que el nuevo precio de equilibrio es 28. Hallar la nueva ecuación de la oferta y la cantidad de equilibrio correspondiente. Grafique.
  • 9.
    Función Lineal: Aplicaciones 3.Un consumidor gasta siempre todo su ingreso (I) en la compra de dos tipos de bienes (x,y) cuyos precios unitarios son Px y Py. a) Hallar y graficar una ecuación que represente todas las combinaciones posibles de cantidades que se pueden adquirir de cada bien. b) ¿Cómo se traslada la gráfica si:  Px se triplica?  Px se reduce a la mitad?  I se duplica?  Ambos precios se duplican?
  • 10.
    Aplicaciones: Razón de cambio promedio y f ∆Y Q RCP = f(b) ∆X f (b) − f (a ) ∆y RCP = P b−a f(a) RCP = pendiente de la recta ∆x que pasa por P y Q a b x
  • 11.
    Aplicaciones: Razón de cambio promedio La siguiente tabla muestra las ventas en dos años diferentes en dos tiendas en una cadena de tiendas de descuento. Tienda Ventas en Ventas en 1992 1995 A $100 000 $160 000 B $50 000 $140 000 Un estudio de los libros de la empresa sugiere que las ventas de ambas tiendas han crecido linealmente (es decir, las ventas pueden aproximarse por una función lineal con bastante precisión).
  • 12.
    Aplicaciones: Razón de cambio promedio a) Encuentre una ecuación lineal que describa las ventas de la tienda A y = 20 000x + 100 000 b) Encuentre una ecuación lineal que describa las ventas de la tienda B y = 30 000x + 50 000 c) Encuentre la razón de cambio promedio en “a”. $ 60 000 R.C.P en ventas = = $ 20 000 por año 3
  • 13.
    Aplicaciones: Razón de cambio promedio d) Encuentre la razón de cambio promedio en “b”. $ 90 000 R.C.P en ventas = = $ 30 000 por año 3 e) Compare resultados Conclusión: Si f(x) = mx +b es una función lineal, entonces la razón de cambio promedio de y con respecto a x es la pendiente de la recta
  • 14.
    Costo Marginal Supongaque el costo de producir radios – reloj puede aproximarse mediante el modelo lineal C(x) = 12x + 100 donde C(x) es el costo en dólares por producir “x” radios- reloj. a) ¿Cuál es el costo de producir 0 radios-reloj? b) ¿Cuál es el costo de producir 5 radios- reloj? c) ¿Cuál es el costo de producir 6 radios- reloj? d) ¿Cuál es el costo de producir el sexto radio? e) ¿Cuál es el costo de producir el radio número 81? f) ¿Cuál es el costo adicional por radio?
  • 15.
    Función Cuadrática f(x) = ax2 + bx + c Su gráfica es una parábola cuya forma dependerá de los valores de a, b y c. Por ejemplo: y 5 4 3 2 1 x -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 -1 -2
  • 16.
    Función Cuadrática y = ax + bx + c 2  2 b   2 b  y −  c −  = a x +  2  4a  2a      2 b  y = a x + x  + c y − k = a( x − h ) 2  a   2 b  b 2  b 2 Parábola y = a x + x +   −    + c  a  2a   2a     b b2 h=− k =c− 2 2a 4a  2 b  b2 y = a x +  + c −  2a  4a
  • 17.
    f ( x) = a ( x − h) + k 2 Una vez puesta en su forma estándar se aprecia que la gráfica de f es una parábola de vértice (h, k) (valor extremo) Se abre hacia arriba si a > 0 Se abre hacia abajo si a < 0 8 y 8 y 7 7 6 6 a<0 5 a>0 5 4 (h, k) 4 3 3 (h, k) 2 2 1 1 x x -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 -1 -1 -2 -2 b, c son diferentes de-3 cero
  • 18.
    Sea V(h,k) elvértice: f(h) = k es el mínimo valor de f cuando a>0 f(h) = k es el máximo valor de f cuando a<0 8 y 8 y 7 7 6 6 a<0 5 a>0 5 (h, k) 4 4 3 (h, k) 3 2 2 1 1 x x 6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6-77-6 -5 -4 -3 -2 -1 -1 1 2 3 4 5 6 7 -1 -2 -2 -3 -3
  • 19.
    Ejemplos: Para cada funcióncuadrática a. Exprese f en forma estándar b. Trace la gráfica de f c. Determine el valor extremo de f. d. Intersecciones con los ejes. e. Determine el valor de las funciones f y g para x = -b/2a Analice. f ( x) = 5 x − 30 x + 49 2 g ( x) = − 2 x + 4 x + 5 2
  • 20.
    Conclusión: La gráfica dela función : f(x) = a x2+ b x + c tiene su vértice en el punto de coordenadas: x= -b/2a ; y = f(-b/2a) = c - b2/4a
  • 21.
    Ejemplos: Para cada funcióncuadrática a. Determine el valor extremo de f. b. Intersecciones con los ejes. c. Trace la gráfica de f. g(x) = −2x + 12x − 19 2 h(x) = x −x −6 2
  • 22.
    Un caso particular Cuandose traza la gráfica de una función cuadrática, a la recta vertical que pasa por el vértice se le denomina “eje de simetría” Si la gráfica de una función cuadrática corta al eje “x” en dos puntos, la abscisa del vértice es igual a la semi- suma de las abscisas de estos puntos de corte.
  • 23.
    Si la funcióncuadrática f se puede expresar f(x) = a(x-p)(x-q) entonces: a>0 y a<0 y 6 10 5 9 4 8 7 3 6 2 5 p 1 −18 −17 4 −16 −15 −14 −13 −12 −11 −10 −9 −8 −7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 q 5 6 7 8 x 3 −1 2 −2 p q 1 x −3 −11 −10 −9 −8 −7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 6 7 8 −4 −1 −5 −2 −6 −3 −7 −4 −5 −8 −6 −9
  • 24.
    Ejemplo: Trace la gráficade las siguientes funciones: f(x) = 3( x −2)( x −5) g(x) = 3( − − x )( x −5) 1
  • 25.
    Otro caso particular Sitiene como datos al vértice y otro punto de paso de una parábola, ¿cómo puede obtener la regla de correspondencia de la función que tiene por gráfica a dicha parábola? En otras palabras, teniendo h y k más un punto (x,y) por donde pasa la gráfica, ¿podemos obtener la regla de correspondencia?
  • 26.
    Ejemplo: Encuentre laregla de correspondencia de una función cuadrática cuya gráfica tiene el vértice (3;4) y pasa por el punto (6;,22). 1) Utilizamos a ( x − h) + k2 2) Para obtener a ( x − 3) + 42 3) Por la información dada -pasa por el punto (6,22)- sabemos que f(6) = 22 4) Por lo tanto: 22 = a (6 − 3) + 4 2 5) De donde: a = 18 = 2 9 6) Finalmente: 2( x − 3) + 4 2
  • 27.
    2( x −3) + 4 2 26.0 25.0 24.0 23.0 22.0 21.0 20.0 (6,22) 19.0 18.0 17.0 16.0 15.0 14.0 13.0 12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 V(3,4) 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 −2.0 −1.0 −1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 −2.0
  • 28.
    Función Cuadrática Aplicaciones 1. Al producir q artículos el costo total está dado por 1,500 + 12q dólares y el precio por p = 40 – q/20 dólares. Determinar: a) La función de utilidad y el punto de equilibrio. Graficar. b) La utilidad máxima. c) ¿Para qué cantidad de artículos se produce ganancia? 2. Dadas las ecuaciones de oferta: p = q2/20 – q/5 + 16/5 y de demanda: p = -q2/30 – q/5 +76/5: a) Graficarlas en un mismo plano. b) Determine el punto de equilibrio.