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Matemáticas 2 – Segundo Semestre

AUTOEVALUACION

A continuación se presentan algunos resultados a los que debiste llegar en las actividades de consolidación, con la finalidad de que verifiques que los procedimientos que seguiste fueron adecuados.

Si encuentras diferencias entre éstos y tus resultados, revisa tus procedimientos y si no localizas los errores solicita el apoyo de tu asesor de contenido.

1. Datos:

Número de horas = x Sueldo por día = y Pago por hora = a

Función lineal = f (x) = ax

f (x) = 45x Tabulación:

xf (x) = 45xy
2 4 6 8f (x) = 45 (2) f (x) = 45 (4) f (x) = 45 (6) f (x) = 45 (8)90 180 270 360

2. Datos:

Cantidad de metros = x Cantidad total del terreno = y Costo por metro = a

Función Lineal:

f(x) = ax f(x) = 500x

3. Datos:

Distancia recorrida en Km Litros restantesConsumo de gasolina por km Capacidad del tanque= x = y = a = b
Función Lineal:
f(x) = -ax + b
fx() =−x +1 10 40
Tabulación
xfx x() =− + 1 10 40 y
0 15 30 50 80 400fx() ( ) =− +1 10 0 40 fx() ( )=− +1 10 15 40 fx() ( )=− +1 10 30 40 fx() ( )=− +1 10 50 40 fx() ( )=− +1 10 80 40 fx() ( )=− +1 10 400 40 40 38.5 37 35 32 0
4. Datos:
Tiempo en segundos Distancia recorrida en km = y Distancia recorrida en un segundo= x = a
Función Lineal:
f (x) = ax f (x) = 300,000x

5.Datos:

Días transcurridos =x Litros consumidos =y Litros consumidos por día =a

Función Lineal:

f(x)=ax f(x)=2150x La solución de los siguientes problemas te permitirá identificar la utilización que tiene la función lineal para interpretar fenómenos y tomar decisiones en diversas áreas del conocimiento.

1.5 RESOLUCIÓN DE ECUACIONES CUADRÁTICAS INCOMPLETAS

En este tipo de ecuaciones el coeficiente del término (b) de primer grado es igual a cero, mientras que a y c son diferentes de cero.

La ecuación (1) 375 1500 puede adoptar esta forma. En ecuaciones como ésta, la

.t2 =

incógnita se despeja con facilidad.

 

 

Realiza la siguiente actividad.

  1. Revisa el proceso que se siguió para resolver la ecuación del problema en el ejemplo.
  2. Resuelve las ecuaciones que a continuación se anotan, siguiendo el mismo procedimiento.

2

a) 12x − 1452 = 0

2

b) 15x = 735 ¿Cuántas soluciones encontraste para cada una de las ecuaciones?.

2

x y2 x −otras palabras, ¿cuáles son las abscisas de los puntos de intersección de las gráficas con eje x?.

¿Cuáles son los ceros de las funciones f, ()= 12x − 1452 fx() = 152 735 en

3. Comprueba tus resultados en las gráficas de las funciones f1 y f2.

2

4. Resuelve la ecuación 4x + 36 = 0 . ¿Cuántas soluciones encontraste?.

  1. Traza la gráfica de la función fx() = 4x + 36 . ¿Cuáles son los ceros de la función?.
  2. Redacta tus conclusiones sobre los resultados de las actividades 4 y 5. La solución de una ecuación de la forma ax2+=0= 0 , se obtiene mediante

c , donde a /el siguiente procedimiento:

ax c ,

2+=0

2

ax =−c

c

2

x =−

a

c

x =−

1

a

c

x =− −

2

a

¿Qué signo tiene el número x2?. ¿Puede ser x2 = – 4?.

La ecuación ax2+=0

c tiene dos soluciones o raíces, ya que para todo número real x hay dos números reales x1 y x2 que, elevados al cuadrado, son iguales a x2.

 

2.2.1 FUNCIÓN CONSTANTE

Al analizar la gráfica de la función (2) vemos que hay puntos a la misma altura, es decir, alineados horizontalmente, que tienen la misma ordenada. Para estos puntos desglosamos una función que se presenta en la forma:

T(t) =100

Esto significa que el valor de la temperatura es siempre el mismo para cualquier tiempo mayor o igual a 24 minutos.

Por esta razón, cualquier función de modelo como la anterior se denomina función constante.

Y el Diagrama Venn para la relación de los datos de ésta función es:

FUNCION LINEAL

En cambio, los valores de 0 ≤≤22 corresponden a los puntos alineados

toblicuamente a los ejes, es decir, sobre una línea oblicua, que son de la función T (t) = 30+30(t).

A cualquier función que presente esta propiedad se le conoce como función lineal.

Veamos ahora si a partir de este ejemplo puedes construir otra función e identificar sus elementos, los cuales como sabemos, son:

  • Regla de correspondencia: y=f(x)
  • Dominio de la función: D ={x/x ∈IR }
  • Rango de la función: R ={(y/y = f(x)}

 

1.2 FUNCIÓN INVERSA

Las funciones reales uno a uno se llaman biyectivas, cuya función inversa se obtiene invirtiendo el dominio por codominio; por ejemplo:

Sea la función Linealƒ:   con ƒ(x) = 2x

Calculamos imágenes

Diagrama de Venn   ƒƒ(x) = 2xƒ(-1) = 2(-1) = -2ƒ(0) = 2(0) = 0ƒ(1) = 2(1) = 2ƒ(2) = 2(2) = 4ƒ(3) = 2(3) = 6

Para obtener su inversa, invertimos el dominio por el condominio y vemos si la relación entre los elementos sigue siendo uno a uno. (El símbolo para representar la inversa de ƒ es ƒ-1.)

ƒ -1

La regla de correspondencia para las funciones inversas de las funciones algebraicas como la anterior, se obtiene de la siguiente forma:

Sea ƒ(x) = 2x (1)

o y = 2x (2) De la ecuación (2) se cambia la x por la y, obteniéndose: x = 2y (3) De la ecuación (3) se despeja y, obteniéndose:

xx

y = 2 o ƒ-1(x) = 2 (4)

40

ACTIVIDAD DE REGULACIÓN

Resuelve lo siguiente:

De la función ƒ:   con ƒ(x) = x2, calcula las imagenes ƒ(-2), ƒ(-1), ƒ(0), ƒ(1), ƒ(2),ƒ(3) y represéntalas en un diagrama de Venn relacionando las parejas de los dos conjuntos mediante flechas; determina la regla de correspondencia de la función inversa y calcula las imágenes para los mismos valores anteriores, además de representar el dominio y codominio en un diagrama de Venn relacionando las parejas con flechas, y analizar la gráfica obtenida, señalando si es o no función. (De la gráfica resultante podras notar que la inversa de la función deja de ser función porque cada elemento del dominio tiene dos imágenes; por lo tanto, no se puede hablar de funcion inversa).

Para trazar una función y su inversa en el plano coordenado, calculamos algunas imágenes y en una tabla formamos las parejas ordenadas de la función; para la inversa invertimos los elementos de cada pareja. Veamos el siguiente ejemplo:

Sea ƒ:  →  con ƒ(x) = 3x -2.
Para la función inversa
y = 3x -2 (1)
Invertimos las variables y despejamos y:
x = 3y -2 (2)
∴ y = x +2 3 .
La función inversa es:
x +2

ƒ-1

:  →  con ƒ-1(x) =

.3

Calculamos las imágenes de ƒ(x) y en una tabla formamos las parejas ordenadas de la función mientras que para la inversa invertimos las parejas.

x ƒ(x) = 3x -2 [x, ƒ(x)] [x, ƒ-1(x)]
-1 ƒ(-1) = 3 (-1) -2 = 3-2 = -5 (-1, -5) (-5, -1)
0 ƒ(0) = 3(0) -2 = 0 = 2 = -2 (0, -2) (-2, 0)
1 ƒ(1) = 3(1) -2 = 3 -2 = 1 (1, 1) (1, 1)
2 ƒ(2) = 3(2) -2 = 6 -2 = 4 (2, 4) (4, 2)
3 ƒ(3) = 3(3) -2 =9 -2 = 7 (3, 7) (7, 3)

Observa que las parejas ordenadas de la función inversa se obtuvieron invirtiendo las parejas de la función; sin embargo también se pueden obtener mediante su regla de correspondencia.

x +2

ƒ-1 (x) = .

3

Para comprobar el valor de las parejas de la tabla 17 a través de la regla de correspondencia de la función inversa, se localizan los puntos de la tabla en el plano coordenado y los unimos, obteniendose la gráfica de L1, y su inversa L2.

Si en la misma gráfica trazamos la función ƒ: R →R con ƒ(x) = x, L pasa por el origen y tiene un ángulo de inclinación de 45° como se indica en la gráfica; L es eje de simetría de L1 y L2, es decir, si trazamos segmentos perpendiculares a L que unan L1 y L2, sus longitudes siempre serán iguales, por lo que se dice que L2 es simétrica a L1 con respecto a L, y también que L2 es el reflejo de L1 a través de L.

Gráfica 9.

La función exponencial como ya se estableció, corresponde a las funciones trascendentes; es continua, creciente o decreciente en tanto su dominio es uno a uno; por lo tanto, es función biyectiva y tiene inversa, la cual se obtiene al invertir el dominio por el codominio.

Para trazar su gráfica se calculan las parejas ordenadas de la exponencial y para su inversa se invierten las parejas.

Sea ƒ: R → R+ con ƒ(x)=2x, x∈R, traza su gráfica y la de su inversa. Primero se calculan las imágenes en una tabla.

42 Tabla 18.

Función exponencial Función inversa
x ƒ(x) = 2x [x, ƒ(x)] [ƒ(x), x]
-3 ƒ(-3) = 2-3 = 1 23 = 1 8 (-3, 1 8 ) ( 1 8 , -3)
-2 ƒ(-2) = 2-2 = 1 22 = 1 4 (-2, 1 4 ) ( 1 4 , -2)
-1 ƒ(-1) = 2-1 = 1 2 = 1 2 (-1, 1 2 ) ( 1 2 , -1)
0 ƒ(0) = 20 = 1 (0, 1) (1, 0)
1 ƒ(1) = 21 = 2 (1, 2) (2, 1)
2 ƒ(2) = 22 = 4 (2, 4) (4, 2)
3 ƒ(3) = 23 = 8 (3, 8) (8, 3)
C1 = ƒ(x) = 2x C2=ƒ-1(x)=log2x

C2 es la gráfica de la función inversa de la exponencial C1, que también son simétricas con respecto a la misma recta ƒ(x) = x.

Gráfica 10.

Analiza la gráfica de C2, establece sus propiedades y comenta tus conclusiones con tu profesor o asesor.

43

ACTIVIDAD DE REGULACIÓN

En la misma forma que la gráfica anterior, traza la gráfica correspondiente de cada función y su inversa.

  1. ƒ: →+ con ƒ(x) = 3x 4. ƒ: →+ con ƒ(x) = 8x
  2. ƒ: →+ con ƒ(x) = 4x 5. ƒ: →+ con ƒ(x) = 10x
  3. ƒ: →+ con ƒ(x) = 6x En el ejemplo de la amiba se estableció que la función que rige su reproducción es:

ƒ: A → B con ƒ(t) = N02t, donde: N0 = 10 000 000 por cm3 t = periodos de 20 min. Con esta función se puede ., tiempo necesario para que el número de amibas sea de 320 000 000. La solución de este problema fue posible porque el número de amibas se puede expresar como una potencia de 2, lo cual no siempre ocurrirá; por ejemplo, ¿en qué tiempo habrá 200’ de amibas?

Sustituimos en:

ƒ(t) = 200’ = 10’ 2t.

Despejamos 200′ 2t = = 20 millones

10′

∴ 2t = 20

Para determinar el valor de t se puede recurrir al método de ensayo y error, que consiste en dar valores y realizar 2t hasta obtener 20. Analicemos la siguiente tabla:

t 2t = 20
3 23 = 8
4 24 = 16
5 25 = 32

Tras analizar estos valores vemos que el valor de t se encuentra entre 4 y 5, por lo que se deben dar valores cercanos a 4 para ir aproximándonos.

Veamos para t = 4.2

42 21

5 5 221

24.2 = 2 10= 2 =

= 18.4

para t = 4.5

45 9

24.5 = 210= 2 2=

De estos resultados se concluye que se puede aproximar poco a poco; pero será muy difícil determinar el valor de y mediante este método. Para el cálculo de t el método recomendable es el uso de la función logarítmica, la cual es la inversa de la función exponencial, tema que a continuación estudiarás.

45

EXPLICACIÓN INTEGRADORA

Hasta aquí podemos establecer algunas conclusiones como son las siguientes:

Recuerda que las funciones reales uno a uno se llaman biyectivas, cuya función inversa se obtiene invirtiendo el dominio por el codominio.

La función exponencial como ya se estableció, corresponde a las funciones trascendentes; es decir, a operaciones que tienen que elevar cierta cantidad a un número correspondiente (nx), esta será creciente o decreciente continua en tanto su dominio sea uno a uno.