MATEMÁTICA I

                    SEGUNDA EVALUACIÓN A DISTANCIA

                                 PRUEBA OBJETIVA

Encierre en un círculo la letra V si es verdadero o F si es falso, en cada una de las
siguientes afirmaciones. (Cada respuesta correcta vale 0,2 de punto)

                                                       dy
1. V F        Si y = e −x (cos x + sen x) , entonces      = − e −x sen x .
                                                             2
                                                       dx
                                              dy
2. V F        Si y = x(ln x −1) , entonces       = x ln x .
                                              dx
                                            d           f ´(x)
3. V F        Si f es derivable, entonces      f ( x) =        .
                                            dx          2 x
               d 2
4. V F            x + x = 2 x +1 .
              dx
              dy         1
5. V F            =            , si sen y = x + y 5 .
              dx cos y − 5 y 4
6. V F        El valor máximo de la función f ( x) = cos x + sen x, en el intervalo
                   π π
              [−    , ] es     2.
                   2 2
7. V F        La función f(x) = x3 – 27x es decreciente en el intervalo (-3, 3).
8. V F         f ( x ) = 5 x 2 / 3 − 2 x 5 / 3 tiene un mínimo relativo en x = 0 y un
   máximo
              relativo en x = 1.
                        x 2 +1
9. V F         f ( x) =        es creciente en el intervalo (-∞, -1) y tiene un
                        1 − x2
   extremo
              relativo en x = -1.
10. V F       Si f es continua en el intervalo [a, b], f tiene máximo y mínimo absoluto.
11. V F       El valor máximo absoluto de f(x) = x4ln x en (0, e] es e4 y el valor
                                        1
              mínimo absoluto es −         .
                                       4e
12. V F       La gráfica de f ( x ) = x 4 −8 x 3 es cóncava hacia abajo en (4, +∞).
               1 1
13. V F      ( , 2 ) es un punto de inflexión de la gráfica de f ( x) = x ln 2 x .
               e e
14. V F      Si f(x) = sen2 (2x), entonces f´(x) = 2(sen2x)(cos2x).
15. V F      Si y es una función derivable de u, u es una función derivable de v, y v es
                                                       dy dy du dv
             una función derivable de x, entonces        =
                                                       dx du dv dx
16. V F      La función y = 2 sen x + 3 cos x satisface la ecuación y´´ + y = 0.
17. V F      Para la función y = 2x2 + sen 2x, se tiene que y´´ = 4 – 4 sen 2x.
18. V F      El máximo absoluto de una función que es continua en un intervalo
             cerrado puede ocurrir en desvalores diferentes en el intervalo.
19. V F      Si f es una función continua en un intervalo cerrado, entonces tiene un
             mínimo absoluto en el intervalo.
20. V F      Si x = c es un punto crítico de la función f, entonces también es un
             número crítico de la función g(x) = f (x – k),donde k es una constante.
1
21. V F     El teorema del valor medio puede aplicarse a f ( x) =      en el intervalo
                                                                     x
            [-1, 1].
22. V F     Si f´(x) = 0 para todo x en el dominio de f, entonces f es una función
            constante.
23. V F     Si la gráfica de una función polinómica tiene tres intersecciones con el
            ejes, entonces debe tener al menos dos puntos en los cuales su recta
            tangente es horizontal.
24. V   F   La suma de dos funciones crecientes es creciente.
25. V   F   Existe un máximo o un mínimo relativo en cada punto crítico.
26. V   F   Todo polinomio de grado n tiene (n – 1) puntos críticos.
27. V   F   Si f´´ (2) = 0, entonces la gráfica de f debe tener un punto de inflexión en
            x = 2.
28. V F     La gráfica de todo polinomio cúbico tiene precisamente un punto de
            inflexión.
29. V F     Sean f y g son funciones derivables, con f´´ ≠ 0 y g´´ ≠ 0. si f y g son
            cóncavas hacia arriba en el intervalo (a, b), entonces f + g es también
            cóncava hacia arriba en (a, b).
30. V F     Si (c, f(c )) es un punto de inflexión de la gráfica de f, entonces
            f´´ (c ) = 0 o f´´ no existe en c.
PRUEBA DE ENSAYO

1. Explique la diferencia entre máximo absoluto y máximo relativo. (1 punto)

Rpta:

El máximo relativo en una función f es el punto donde la variable que evalúas
toma el valor más alto en un determinado intervalo, mientras que el máximo
absoluto es el punto donde la variable que evalúas toma el valor más alto
independientemente del intervalo.

Ejemplo:

En la fig. se muestra la gráfica de una función en donde el valor máximo
absoluto ocurre en b. En e la función tiene un valor máximo relativo




2. Usar sus propias palabras para describir el procedimiento que se sigue para
   determinar los intervalos donde una función es creciente o decreciente. (1
   punto)


Rpta:
Para determinar los intervalos donde la función es creciente y decreciente se
procede de la siguiente manera:

1. Localizar los números críticos de la función f (x) en (a, b).
2. Se halla la derivada de la función: f '(x)
3. Se hallan los #s críticos de la función, esto es los valores de x para los cuales
   f '(x) = 0.
4. Determinar los intervalos de prueba limitados por los puntos críticos.
5. Determinar el signo de f’(x) en un valor x en cada uno de los intervalos de
    prueba
6. De acuerdo al signo obtenido, decidir si f es creciente o decreciente. Es decir
    si f '(x) >0 ( la función es creciente ) y si f '(x) <0 (la función es decreciente)
3. Explicar el criterio de la primera derivada. (1 punto)
Rpta:


Es el método del cálculo matemático para determinar determinar los mínimos
relativos y máximos relativos que pueden existir en una función mediante el uso
de la primera derivada, donde se observa el cambio de signo, en un intervalo
abierto señalado que contiene al punto crítico c.

Teorema valor máximo y mínimo

"Sea c un punto crítico de una función f que es continua en un intervalo
abierto I que contiene a c. Si f es derivable en el intervalo, excepto posiblemente
en c, entonces f(c) puede clasificarse como sigue."

1. Si f '(x) cambia de negativa a positiva en c, entonces f tiene un mínimo
relativo en (c,f(c)).
2. Si f '(x) cambia de positiva a negativa en c, entonces f tiene un máximo
relativo en (c,f(c)).

3. Si f '(x) es positiva en ambos lados de c o negativa en ambos lados de c,
entonces f(c) no es ni un mínimo ni un máximo relativo. El criterio no decide.


4. Explicar el criterio de la segunda derivada. (1 punto)

Rpta:

La segunda derivada indica como varia la primera derivada, es muy útil para
tener noción de como varia una función y graficarla. La derivada segunda igual a
cero indica que hay un punto de inflexión, significa que la concavidad de la
curva cambia, si era cóncava hacia arriba se vuelve concava hacia abajo y
viceversa.




Derivada segunda mayor a cero significa que la curva es cóncava hacia arriba
, y si es menor a cero significa que es cóncava hacia abajo.




5. Una fábrica de chocolates le ha hecho un pedido a la empresa Envases
   metálicos S.A. El pedido requiere cajas metálicas abiertas para envasar
   chocolates. Los diseñadores de Envases metálicos especifican que cada caja
   debe hacerse a partir de una hoja cuadrada de metal de 60 centímetros de
   lado; en ele proceso de manufactura se pide que se corten cuadrados
   idénticos en cada esquina y luego se doblan las salientes resultantes.
   Explique como usar funciones para matematizar este problema y determine
   las dimensiones de la caja más grande que puede fabricarse con estas
   condiciones. (2,5 puntos).
6. Las aristas de un cubo se expanden a un ritmo de 5 centímetros por segundo.
   ¿A qué ritmo cambia el área de su superficie cuando sus aristas tienen 4,5
   centímetros?.
                                                                   (1,5 puntos)

7. Determina los extremos absolutos de la función f(x) = x 3 – 12x en el
    intervalo [-1, 1].
                                                                       (1,5 puntos)
8. Determina los intervalos de concavidad de la gráfica de f ( x ) = x 4 −8 x 3 .
                                                                       (1,5 puntos)
                                                      x +1
                                                        2
9. Obtenga los intervalos donde la función f ( x) =           es creciente o
                                                      1 − x2
    decreciente y los extremos relativos (si existen) de la misma.
                                                                       (1,5 puntos)
10. Determina (si existen) los extremos relativos de f ( x) = 5 x − 2 x 5 / 3 .
                                                                 2/3


                                                                       (1,5 puntos)

Solucionario ev dist2 mat1

  • 1.
    MATEMÁTICA I SEGUNDA EVALUACIÓN A DISTANCIA PRUEBA OBJETIVA Encierre en un círculo la letra V si es verdadero o F si es falso, en cada una de las siguientes afirmaciones. (Cada respuesta correcta vale 0,2 de punto) dy 1. V F Si y = e −x (cos x + sen x) , entonces = − e −x sen x . 2 dx dy 2. V F Si y = x(ln x −1) , entonces = x ln x . dx d f ´(x) 3. V F Si f es derivable, entonces f ( x) = . dx 2 x d 2 4. V F x + x = 2 x +1 . dx dy 1 5. V F = , si sen y = x + y 5 . dx cos y − 5 y 4 6. V F El valor máximo de la función f ( x) = cos x + sen x, en el intervalo π π [− , ] es 2. 2 2 7. V F La función f(x) = x3 – 27x es decreciente en el intervalo (-3, 3). 8. V F f ( x ) = 5 x 2 / 3 − 2 x 5 / 3 tiene un mínimo relativo en x = 0 y un máximo relativo en x = 1. x 2 +1 9. V F f ( x) = es creciente en el intervalo (-∞, -1) y tiene un 1 − x2 extremo relativo en x = -1. 10. V F Si f es continua en el intervalo [a, b], f tiene máximo y mínimo absoluto. 11. V F El valor máximo absoluto de f(x) = x4ln x en (0, e] es e4 y el valor 1 mínimo absoluto es − . 4e 12. V F La gráfica de f ( x ) = x 4 −8 x 3 es cóncava hacia abajo en (4, +∞). 1 1 13. V F ( , 2 ) es un punto de inflexión de la gráfica de f ( x) = x ln 2 x . e e 14. V F Si f(x) = sen2 (2x), entonces f´(x) = 2(sen2x)(cos2x). 15. V F Si y es una función derivable de u, u es una función derivable de v, y v es dy dy du dv una función derivable de x, entonces = dx du dv dx 16. V F La función y = 2 sen x + 3 cos x satisface la ecuación y´´ + y = 0. 17. V F Para la función y = 2x2 + sen 2x, se tiene que y´´ = 4 – 4 sen 2x. 18. V F El máximo absoluto de una función que es continua en un intervalo cerrado puede ocurrir en desvalores diferentes en el intervalo. 19. V F Si f es una función continua en un intervalo cerrado, entonces tiene un mínimo absoluto en el intervalo. 20. V F Si x = c es un punto crítico de la función f, entonces también es un número crítico de la función g(x) = f (x – k),donde k es una constante.
  • 2.
    1 21. V F El teorema del valor medio puede aplicarse a f ( x) = en el intervalo x [-1, 1]. 22. V F Si f´(x) = 0 para todo x en el dominio de f, entonces f es una función constante. 23. V F Si la gráfica de una función polinómica tiene tres intersecciones con el ejes, entonces debe tener al menos dos puntos en los cuales su recta tangente es horizontal. 24. V F La suma de dos funciones crecientes es creciente. 25. V F Existe un máximo o un mínimo relativo en cada punto crítico. 26. V F Todo polinomio de grado n tiene (n – 1) puntos críticos. 27. V F Si f´´ (2) = 0, entonces la gráfica de f debe tener un punto de inflexión en x = 2. 28. V F La gráfica de todo polinomio cúbico tiene precisamente un punto de inflexión. 29. V F Sean f y g son funciones derivables, con f´´ ≠ 0 y g´´ ≠ 0. si f y g son cóncavas hacia arriba en el intervalo (a, b), entonces f + g es también cóncava hacia arriba en (a, b). 30. V F Si (c, f(c )) es un punto de inflexión de la gráfica de f, entonces f´´ (c ) = 0 o f´´ no existe en c.
  • 3.
    PRUEBA DE ENSAYO 1.Explique la diferencia entre máximo absoluto y máximo relativo. (1 punto) Rpta: El máximo relativo en una función f es el punto donde la variable que evalúas toma el valor más alto en un determinado intervalo, mientras que el máximo absoluto es el punto donde la variable que evalúas toma el valor más alto independientemente del intervalo. Ejemplo: En la fig. se muestra la gráfica de una función en donde el valor máximo absoluto ocurre en b. En e la función tiene un valor máximo relativo 2. Usar sus propias palabras para describir el procedimiento que se sigue para determinar los intervalos donde una función es creciente o decreciente. (1 punto) Rpta: Para determinar los intervalos donde la función es creciente y decreciente se procede de la siguiente manera: 1. Localizar los números críticos de la función f (x) en (a, b). 2. Se halla la derivada de la función: f '(x) 3. Se hallan los #s críticos de la función, esto es los valores de x para los cuales f '(x) = 0. 4. Determinar los intervalos de prueba limitados por los puntos críticos. 5. Determinar el signo de f’(x) en un valor x en cada uno de los intervalos de prueba 6. De acuerdo al signo obtenido, decidir si f es creciente o decreciente. Es decir si f '(x) >0 ( la función es creciente ) y si f '(x) <0 (la función es decreciente)
  • 4.
    3. Explicar elcriterio de la primera derivada. (1 punto) Rpta: Es el método del cálculo matemático para determinar determinar los mínimos relativos y máximos relativos que pueden existir en una función mediante el uso de la primera derivada, donde se observa el cambio de signo, en un intervalo abierto señalado que contiene al punto crítico c. Teorema valor máximo y mínimo "Sea c un punto crítico de una función f que es continua en un intervalo abierto I que contiene a c. Si f es derivable en el intervalo, excepto posiblemente en c, entonces f(c) puede clasificarse como sigue." 1. Si f '(x) cambia de negativa a positiva en c, entonces f tiene un mínimo relativo en (c,f(c)). 2. Si f '(x) cambia de positiva a negativa en c, entonces f tiene un máximo relativo en (c,f(c)). 3. Si f '(x) es positiva en ambos lados de c o negativa en ambos lados de c, entonces f(c) no es ni un mínimo ni un máximo relativo. El criterio no decide. 4. Explicar el criterio de la segunda derivada. (1 punto) Rpta: La segunda derivada indica como varia la primera derivada, es muy útil para tener noción de como varia una función y graficarla. La derivada segunda igual a cero indica que hay un punto de inflexión, significa que la concavidad de la curva cambia, si era cóncava hacia arriba se vuelve concava hacia abajo y viceversa. Derivada segunda mayor a cero significa que la curva es cóncava hacia arriba
  • 5.
    , y sies menor a cero significa que es cóncava hacia abajo. 5. Una fábrica de chocolates le ha hecho un pedido a la empresa Envases metálicos S.A. El pedido requiere cajas metálicas abiertas para envasar chocolates. Los diseñadores de Envases metálicos especifican que cada caja debe hacerse a partir de una hoja cuadrada de metal de 60 centímetros de lado; en ele proceso de manufactura se pide que se corten cuadrados idénticos en cada esquina y luego se doblan las salientes resultantes. Explique como usar funciones para matematizar este problema y determine las dimensiones de la caja más grande que puede fabricarse con estas condiciones. (2,5 puntos).
  • 6.
    6. Las aristasde un cubo se expanden a un ritmo de 5 centímetros por segundo. ¿A qué ritmo cambia el área de su superficie cuando sus aristas tienen 4,5 centímetros?. (1,5 puntos) 7. Determina los extremos absolutos de la función f(x) = x 3 – 12x en el intervalo [-1, 1]. (1,5 puntos) 8. Determina los intervalos de concavidad de la gráfica de f ( x ) = x 4 −8 x 3 . (1,5 puntos) x +1 2 9. Obtenga los intervalos donde la función f ( x) = es creciente o 1 − x2 decreciente y los extremos relativos (si existen) de la misma. (1,5 puntos) 10. Determina (si existen) los extremos relativos de f ( x) = 5 x − 2 x 5 / 3 . 2/3 (1,5 puntos)