02 - cap. 2 - funciones reales

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 18 funciones elementales para construir modelos matemáticos Dos ciudades del mundo, ¿hace mucho frío o mucho calor? Si leemos los registros meteorológicos 3 indicados en la tabla 2.1 que corresponden a pronósticos de tiempo para una misma semana del mes de agosto en las ciudades de Rosario (Argentina) y París (Francia). ¿Qué deducimos a partir de los datos? Que el martes en Rosario estará muy frío mientras que en París el día lunes tendrán una temperatura mínima muy elevada, ... lo que sucede es que la escala que se utiliza para presentar la temperatura en los dos países es dis- tinta, mientras que en Franci a se regis- tra en grados Fahrenheit (ºF), en Ar- gentina se utiliza la escala que mide en grados Centígrados. ¿Cómo se relacionan los grados Fahrenhe it y los grados Centígrados? Mediante la fórmula  Así la temperatura de 61ºF equi val e a 16,1ºC p ues 57ºF equivale a 13,9ºC pues  Y de la misma manera 54ºF equivale a 12,2ºC y 55ºF equivale a 12,8ºC. Entonces, ahora podemos explicarnos que si bien es verano en el hemisferio norte  ¡No se pronosticaban esas temperaturas en París! 2. Funciones reales Fe nómenos, situaciones, gráficas y fórmulas  ROSARIO (ARGENTINA ) Día Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Temperatura Mínima ( t ºC) 4 3 4 7 12 PARÍS (FRANCIA) Día Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Temperatura Mínima ( t ºF) 61 57 54 55 55  3 Fuente: http://espanol.weather.com Tabla 2.1

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matematica funciones

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  • 18 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    Dos ciudades del mundo, hace mucho fro o mucho calor?

    Si leemos los registros meteorolgicos3 indicados en la tabla 2.1 que corresponden apronsticos de tiempo para una misma semana del mes de agosto en las ciudades deRosario (Argentina) y Pars (Francia).

    Qu deducimos a partir de los datos?

    Que el martes en Rosario estar muyfro mientras que en Pars el da lunestendrn una temperatura mnimamuy elevada, ... lo que sucede es quela escala que se utiliza para presentar latemperatura en los dos pases es dis-tinta, mientras que en Francia se regis-tra en grados Fahrenheit (F), en Ar-gentina se utiliza la escala que mide engrados Centgrados.

    Cmo se relacionan los grados Fahrenheit y los grados Centgrados?

    Mediante la frmula

    As la temperatura de 61F equivale a 16,1C pues

    57F equivale a 13,9C pues

    Y de la misma manera 54F equivale a 12,2C y 55F equivale a 12,8C.

    Entonces, ahora podemos explicarnos que si bien es verano en el hemisferio norte Nose pronosticaban esas temperaturas en Pars!

    2. Funciones reales Fenmenos, situaciones, grficas y frmulas

    ROSARIO (ARGENTINA)

    Da Lunes Martes Mircoles Jueves Viernes

    TemperaturaMnima (t C)

    4 3 4 7 12

    PARS (FRANCIA)

    Da Lunes Martes Mircoles Jueves Viernes

    TemperaturaMnima (t F)

    61 57 54 55 55

    3 Fuente: http://espanol.weather.com

    Tabla 2.1

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  • 19f unc i ones r ea l e s

    Esa correspondencia entre los dos tipos de escala para medir temperatura ambiente sepuede representar, grficamente en el plano, a partir de un par de ejes de coordenadascartesianas. En este caso como la temperatura vara en forma continua, podemos unircon una lnea los puntos.

    Los grficos permiten apreciar confacilidad relaciones entre datos.

    A partir del grfico 2.1 podemos de-ducir que:

    1) la temperatura de -18C, aproxi-madamente, corresponde a 0F;

    2) la temperatura de 34F, aproxi-madamente, corresponde a 0C;

    3) a partir de 35F, aproximada-mente, la correspondiente tem-peratura en C es positiva.

    Ejemplo 1. Preparndose para correr el maratn

    Un maratn es una prueba atltica de resistencia que consiste en correr a pie la distan-cia de 42,195 km. Un atleta que se est preparando para participar de una maratn haregistrado en su ltimo entrenamiento las velocidades (en km/h) en cada una de las tres

    La escala centgrada (C), tambin se conoce como Celsius desde 1948, en honor al fsico y astr-nomo sueco Anders Celsius. La escala Fahrenheit (F), fue propuesta por Gabriel Fahrenheit en1724, quien fue un fsico alemn.

    Anders Celsius (1701-1744) fue un fsico y astrnomo sueco. Se desempe como profesor deastronoma y fue director del Observatorio de Uppsala. Public estudios sobre observaciones deauroras boreales y particip en una expedicin a Laponia en la que confirm la teora de Newtonde que la Tierra se achataba en los polos.

    Su principal contribucin fue como inventor de la escala centesimal del termmetro. Propuso quela temperatura 0C coincidiera con el punto de congelacin del agua mientras que la temperaturaa 100C equivaliera a la temperatura de ebullicin del agua a nivel del mar.

    Gabriel Fahrenheit (1686-1736) fue un fsico alemn autor de numerosos inventos, entre los msdestacados mencionamos los termmetros de agua (1709) y de mercurio (1714). Su principal apor-te terico fue el diseo de la escala termomtrica que lleva su nombre, an hoy empleada enEstados Unidos. Dise esta escala empleando como referencia una mezcla de agua y sal de clo-ruro de amonio a partes iguales, cuya temperatura de congelacin es ms baja que la del agua yla de ebullicin ms alta. En consecuencia, al abarcar un intervalo ms amplio, su escala permitemayor precisin que la centgrada a la hora de delimitar una temperatura determinada.

    Grfico 2.1

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  • 20 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    horas en que realiz su prctica. Los registros se pueden observar en el grfico 2.2, dondeen el eje horizontal se detallan los tiempos t y en el eje vertical la velocidad v.

    De acuerdo al grfico se puede conocerque el corredor va aumentando su velo-cidad durante la primera hora y mediade entrenamiento y, luego, sigue corrien-do a velocidad constante. Cuatro horasdespus de comenzar a correr empieza adisminuir su velocidad hasta finalizardicho entrenamiento a la hora 5.

    A partir del grfico 2.2, es posible con-testar las siguientes preguntas?

    1) Cul es la velocidad del atleta despus de correr una hora?

    2) Cundo alcanza por primera vez la velocidad de 5 km/h?

    3) En qu intervalo de tiempo mantiene el corredor la velocidad de 5 km/h?

    En todas las aplicaciones anteriores se observa que los valores de una variable varan alcambiar los valores de otra: cmo depende una cantidad de otra?

    Esta dependencia o correspondencia entre dos cantidades se describir utilizando el len-guaje de la matemtica. En los dos ejemplos, las variables que describen estas situacio-nes aparecen relacionadas entre s.

    Se pueden definir, asociados a la relacin, dos conjuntos: el dominio y la imagen de lamisma, que sern subconjuntos del conjunto de partida y de llegada respectivamente.

    RelacinUna relacin es una correspondencia que asocia elementos del conjunto A, llamado conjunto departida de la relacin, con elementos del conjunto B, llamado conjunto de llegada.

    En smbolos matemticos: x R y x A, y By x est relacionado con y segn R

    El dominio de una relacin es el conjunto formado por todos los elementos del conjunto de parti-da que estn relacionados con, al menos, un elemento del conjunto de llegada.

    La imagen de una relacin es el conjunto formado por los elementos del conjunto de llegada queestn relacionados con algn elemento del dominio de la relacin.

    En smbolos matemticos: Dom R = {x A / existe y B con x R y}Img R = {y B / existe x A con x R y}

    Grfico 2.2

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  • 21f unc i ones r ea l e s

    Ejemplo 2. En una librera se relevaron los siguientes datos sobre el nmero de pginasde cuatro libros escritos por Garca Mrquez:

    El Coronel no tiene quien le escriba 142 pginasEl otoo del patriarca 304 pginasEl amor en los tiempos del clera 504 pginasDel amor y otros demonios 192 pginas

    Si consideramos los conjuntos:

    A = {El Coronel no tiene quien le escriba, Del amor y otros demonios, El otoo del patriarca, El amor en los tiempos del clera}

    B = {42, 92, 142, 192, 304, 354, 504, 554}

    Y para x A e y B establecemos la relacin:

    x est relacionado con y s y slo si "el libro x tiene el nmero de pginas y"

    Entonces por los datos relevados podemos escribir los conjuntos:

    Dom f = {El Coronel no tiene quien le escriba, Del amor y otros demonios, El otoodel patriarca, El amor en los tiempos del clera}

    Img f = {142, 192, 304, 504}

    En esta situacin observamos que:

    1) Dom R = A;2) cada elemento del dominio est relacionado con un nico elemento del conjunto

    de llegada, llamado su imagen por la relacin R.

    Las relaciones que cumplen estas dos propiedades permiten describir y analizar losfenmenos para los cuales existe un nico dato-resultado para cada valor de la variableconsiderada. Estas relaciones reciben el nombre especial de funcin.

    Importante! Una funcin modeliza una situacin en la que existe una relacin de dependenciaentre dos variables que intervienen en dicha situacin.

    La variable x A se denomina variable independiente y la variable y B se denominavariable dependiente.

    FuncinUna funcin de A en B es una relacin que asocia a cada elemento x del conjunto A uno y slo unoelemento y del conjunto B, llamado su imagen.

    En smbolos: la relacin f : A B es una funcin si y slo para todo x A existe un nico y B quees su imagen, esto es y = f (x)

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    Ejemplo 3. En las siguientes situaciones est presente el concepto de funcin:

    el precio del combustible est relacionado con el precio del petrleo,

    la presin atmosfrica es funcin de la altura de la localidad,

    el volumen de una caja es funcin de su formato,

    el precio por usar Internet depende de la velocidad de conexin,

    el nivel de contaminacin ambiental de una ciudad esfuncin del nmero de automviles que transiten suscalles,

    los kilogramos de alimento balanceado que consume unperro estn relacionados con su estructura fsica,

    el promedio en una materia es funcin de las horas dedi-cadas a su estudio.

    Ejemplo 4. En la tabla 2.2 se pueden obser-var, para la ciudad de Crdoba, los milme-tros de lluvia promedio cada en cada uno delos meses de 20064.

    Esta relacin entre el fenmeno meteorol-gico y el mes del ao se puede representarpor la funcin:

    f : { x Z / 1 x 12} Rf (x) = lluvia promedio cada en la ciudad

    de Crdoba en el mes x

    En este caso la variable independiente es elmes del ao, y la lluvia promedio registradaes la variable dependiente.

    A partir de la tabla, podemos deducir:

    1) el mes en que se registr la mayor cantidad de lluvia cada fue diciembre,2) el mes en que se registr la menor cantidad de lluvia cada fue julio.

    La cantidad de agua cada se expresa en milmetros de altura. Un milmetro de aguacada equivale a verter un litro de agua en un metro cuadrado. Para medir la lluvia seutiliza el pluvimetro.

    Mes del Ao2006

    Precipitacin(promedio)

    enero 134,86 mmfebrero 117,38 mmmarzo 122,62 mmabril 81,08 mmmayo 20,40 mmjunio 17,43 mmjulio 10,78 mmagosto 25,46 mm

    septiembre 25,85 mmoctubre 78,23 mmnoviembre 146,63 mmdiciembre 167,93 mm

    4 Fuente: Datos recogidos en la Facultad de Ciencias Agropecuarias. UNC.

    Tabla 2.2

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  • 23f unc i ones r ea l e s

    Un poco de historia! La definicin de funcin es el resultado de un proceso de varios siglos. Las primeras definicionesde funcin las present el ingls Isaac Newton. Posteriormente los suizos Johann Bernoulli yLeonhard Euler, entre otros matemticos, tambin dieron algunas definiciones. Hasta que, final-mente, en el siglo XIX, se lleg a la definicin moderna de funcin dada por el matemtico alemnM. Dirichlet quien, en 1837, consider una funcin como una correspondencia entre variables queverifica ciertas reglas.

    Isaac Newton (1643-1727) fueun cientfico completo, susestudios abarcaron el rea dela fsica, filosofa y matemtica.Fue autor del tratadoPhilosophiae naturalis principiamathematica, donde describi

    la ley de gravitacin universal y estableci lasbases de la Mecnica Clsica en las que explicabael movimiento de los cuerpos, as como sus efectosy causas. Newton fue el primero en demostrar que las leyesque gobiernan el movimiento en la Tierra y las quegobiernan el movimiento de los cuerpos celestes sonlas mismas. Otros hallazgos fueron: el descubrimien-to de que el espectro de color que se observa cuan-do la luz blanca pasa por un prisma es inherente aesa luz; la ley de conduccin trmica, que describe latasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire;la teora sobre el origen de las estrellas.Es calificado como el cientfico ms grande de todoslos tiempos, y junto a Leibniz se los considera comopadres de la matemtica actual por el desarrollo delclculo integral y diferencial, desde el punto de vistade las funciones. De hecho, fue el primero quecomenz a trabajar nicamente con ecuaciones ysus variables para el tratado del clculo.Newton fue elegido miembro del parlamento porCambridge, director de la Casa de Moneda deInglaterra, presidente de la Sociedad Real deLondres, y en 1705 la reina Ana de Inglaterra le con-cedi nobleza, siendo el primer cientfico que reci-bi este honor por sus obras.

    Johann Bernoulli (1667-1748) fue matemtico, mdico y fillogo suizo. Sushijos Nicolau, Daniel y Johann Bernoulli fueron tambin grandes matem-ticos. Las novedades matemticas le llegaron por el francs Leibniz, quienen esa poca mantena una polmica con Newton sobre cul fue el prime-ro en enunciar los principios del clculo infinitesimal. Bernoulli se convirtien defensor de Leibniz. Sus estudios se centraron en el clculo infinitesi-mal y resolvi la ecuacin diferencial que lleva su nombre, propuesta porsu hermano Jacob. Su tesis doctoral, presentada en 1694, consista en unaaplicacin de las matemticas a la medicina, concretamente, al movimien-

    to muscular. Fue elegido miembro de las academias de Pars, Berln, Londres, San Petersburgoy Bolonia y, en vida, fue conocido como el 'Arqumedes de su poca' lo que se refleja en el epi-tafio de su tumba.

    Leonhard Euler(1707-1783) fue ma-temtico y fsico.Est consideradocomo el principalmatemtico delsiglo XVIII. Vivi en

    Rusia y Alemania la mayor parte de suvida y realiz importantes descubrimien-tos en el clculo y la teora de grafos.Fue quien introdujo gran parte de la ter-minologa moderna y notacin matemti-ca: lo ms notable fue la introduccin delconcepto de funcin matemtica.Euler fue el primero en escribir f(x) parahacer referencia a la funcin f aplicadasobre el argumento x. Tambin introdu-jo la notacin moderna de las funcio-nes trigonomtricas, la letra e comobase de las funciones logartmicas, laletra griega S como smbolo represen-tante de sumas y la letra i para hacerreferencia a la unidad imaginaria.Euler ha sido uno de los matemticosms prolficos, y se calcula que susobras completas reunidas podran ocu-par entre 60 y 80 volmenes. Como con-memoracin, en Suiza, pareci su ima-gen en la serie sexta de los billetes de 10francos suizos y en numerosos sellospostales suizos, alemanes y rusos. Unasteroide descubierto en 2002 recibi elnombre de Euler en su honor.

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  • 24 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    En los ejemplos anteriores utilizamos diferentes formas de representar una funcin.

    Pero una funcin tambin se puede expresar de otras maneras. Matemticamente, unafuncin se puede definir a travs de:

    un diagrama sagital; una tabla acompaada de una explicacin; un grfico cartesiano; una frmula que la define.

    1. Diagrama Sagital

    Se denomina diagrama sagital al que se construye para representar las funciones utili-zando dos conjuntos (lnea curva cerrada que contiene sus elementos, y que se conocencon el nombre de diagramas de Venn) para indicar el conjunto dominio y el conjuntode llegada. Los elementos que se relacionan por la funcin se unen con una flecha.

    Ejemplo 5. En el diagrama de Venn que representa a la funcin f se pueden observarlos conjuntos Dominio e Imagen, y para los elementos del dominio, su imagen corres-pondiente.

    A partir del diagrama sagital (grfico 2.3) que repre-senta la funcin f, podemos obtener:

    1) Dom f = {1, 2, 3, 4};

    2) Img f = {a, b, d};

    3) el valor de f (3) = b;

    4) el elemento del dominio cuya imagen es la letra d : x = 4, que escribimos f (4) = d;

    5) la imagen del nmero 4: y = d que escribimos f (4) = d .

    Ventajas: el diagrama sagital permite observar rpidamente la imagen de cada elemento.

    Desventajas: no es adecuado para representar funciones cuando el dominio o la ima-gen de la misma son conjuntos con infinitos elementos.

    2. Tablas

    Cuando se representa una funcin mediante una tabla, se puede observar en la prime-ra columna los elementos del dominio y, en la segunda columna, los elementos de la

    Representacin de funciones

    Grfico 2.3

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  • 25f unc i ones r ea l e s

    imagen. En esta forma de representacin, la correspondencia de cada elemento con suimagen se observa en cada fila de la tabla.

    Ejemplo 6. La siguiente tabla es una representacin de una funcin f.

    A partir de la tabla 2.3, podemos obtener:

    1) la definicin en palabras de la fun-cin y = f (x), esto es: "la funcin fasigna a cada ao, entre 2001 y 2005,el nmero de alumnos matriculados enel nivel polimodal en la RepblicaArgentina";

    2) las variables que se relacionan por lafuncin:

    - variable independiente x: ao;

    - variable dependiente y: nmero de alumnos matriculados en el nivel polimodal;

    3) el conjunto Dom f = {2001, 2002, 2003, 2004, 2005};

    4) el conjunto Img f = {1.640.278, 1.649.332, 1.644.694, 1.575.653, 1.545.992};

    5) en este problema ambas variables son cuantitativas, es decir se expresan mediantecantidades numricas;

    6) el nmero de alumnos que se matricularon en el polimodal en 2003, que es1.644.694 representa la imagen por la funcin de x = 2003;

    7) en el ao 2005 se registr el menor nmero de matrcula en este nivel de enseanza;

    8) la imagen del nmero 2001 es f (2001) = 1.640.278;

    9) la matrcula en el nivel polimodal en Argentina fue decreciente en el primer quin-quenio de este siglo.

    Ventajas: las tablas permiten observar rpidamente la imagen de cada elemento.

    Desventajas: no son adecuadas para observar tendencias o evolucin del fenmeno sihay muchos elementos en el dominio.

    3. Grficos

    Una funcin se representa en un grfico en el sistema de coordenadas cartesianas: en eleje horizontal, llamado eje de las abscisas o eje x, se representa la variable independiente,y en el eje vertical, que se llama eje de las ordenadas o eje y, la variable dependiente.

    ALUMNOS MATRICULADOS EN EL NIVELPOLIMODAL/MEDIO EN ARGENTINA5Ao Total Alumnos

    2001 1.640.278

    2002 1.649.332

    2003 1.644.694

    2004 1.575.653

    2005 1.545.992

    5 Fuente: Indec: www.indec.gov.ar

    Tabla 2.3

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  • 26 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    De esta manera, cada elemento del dominio y su correspondiente imagen se puedenexpresar mediante un punto que se denomina par ordenado (x, f (x)) en el plano coor-denado.

    En el punto (x, y) que se marca en el plano para obtener el grfico de una funcinimporta el orden, de all el nombre de par ordenado, es decir la primer coordenada x esel valor de la variable independiente y la segunda coordenada y verifica y = f (x).

    Importante! El grfico de una funcin f est formado por todos los puntos (x,y), y para estos paresordenados la primera variable x Dom f se visualiza en el eje de las abscisas (eje x), su res-pectiva imagen y = f (x) se visualiza en el eje de las ordenadas (eje y).

    Ejemplo 7.Todos los lquidos se evaporan: algunos ms rpido, otros ms lentamente. Lacantidad de vapor produce una presin que permanece constante a una determinada tem-peratura, sin importar la forma del recipiente ni la cantidad de lquido, siendo necesarioque haya lo suficiente de este ltimo como para mantener el equilibrio lquido-vapor. Elvapor, formado en este equilibrio, ejerce una presin sobre las paredes del recipiente que sedenomina presin de vapor.

    El grfico 2.4 muestra la funcin que para cada C de temperatura indica cul es la pre-sin de vapor de agua, medida en kPa (kilopascal).

    En este caso definimos

    f : { x R / x 0} { x R / x 0}f (x) = presin del vapor (en kPa) para x C

    de temperatura.

    A partir del grfico 2.4, podemos obtener:

    1) las variables que se relacionan por esta fun-cin:

    - variable independiente x: temperatura;- variable dependiente y: presin del vapor;

    2) el conjunto Dom f = { x R / x 0} cuyoselementos se miden utilizando como unidadde medida C (grados centgrados);

    3) el conjunto Img f = { y R / y 0} cuyos elementos se miden utilizando como uni-dad de medida el kPa;

    4) la presin de vapor para 0C que es la imagen por la funcin del elemento 0 deldominio, esto es f (0) = 0 kPa;

    Grfico 2.4

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  • 27f unc i ones r ea l e s

    5) la presin de vapor para 100C que es la imagen por la funcin del elemento 100del dominio, esto es f (100) = 100 kPa;

    6) la presin de vapor, a medida que aumenta la temperatura, toma valores cada vezmayores, es decir la presin crece con la temperatura;

    7) una presin de vapor medida es de 40 kPa, corresponde a una temperatura de 82Caproximadamente;

    8) el punto A indica el valor que corresponde a la temperatura 37C, que es la tem-peratura corporal y, a veces, la de la piel es unos grados menor. La transpiracin(bsicamente agua) se evapora a la temperatura de la piel, entonces se produce apro-ximadamente a 4 kPa.

    A 100C la presin de vapor es 1 atmsfera, es decir 100 kPa. Lo cual indica que, a100C, toda la masa lquida pasa a la fase gaseosa, a la atmsfera. Como si el aguaentrara en ebullicin!

    Ejemplo 8. Para la produccin de miel se necesita que, en el sitio donde se colocan lascolmenas, se encuentre un nmero mnimo de especies de plantas. Su floracin, en cadauno de los meses del ao, es importante debido a que influye directamente en las pobla-ciones de abejas y, si no estuvieran, podran extinguirse.

    Entre la flora melfera, que es la materia prima con que se alimentan las abejas, en nues-tro pas se encuentra el romero, tomillo, naranjo, tilo, acacia, eucalipto, lavanda, zarza-mora, alfalfa, entre otras6.

    El grfico 2.5 muestra la cantidad de especies melferas en floracin en cada mes delao para la localidad de Ojo de Agua en Santiago del Estero.

    El pascal (smbolo Pa) es la unidad de medida de la presin del Sistema Internacional de Unidades.Se define como la presin que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 m2 que seencuentra perpendicular a la misma.

    El pascal es una unidad muy pequea para medir variables, por ejemplo 1 Pa es aproximadamen-te la presin que ejerce una capa de una dcima de milmetro de agua sobre la superficie sobre laque se encuentre; una persona parada puede hacer una presin sobre el suelo de unos 15.000 Pa.Para evitar esa cantidad de ceros se recomienda utilizar el kilopascal que es equivalente a 1.000pascales.

    Esta unidad de medida fue nombrada as en homenaje a Blas Pascal, matemtico, fsico y filsofofrancs.

    6 Fotografa y texto de www.inta.gov.ar

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  • 28 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    A partir del grfico 2.5, podemosdeducir que:

    1) la funcin y = f (x) que describe lazkjsituacin se puede definir como:

    f (x) = nmero de especies melferasen floracin en cada mes x del ao,para la localidad de Ojo de Agua enSantiago del Estero;

    2) las variables que se relacionan por laaeifuncin son:

    variable independiente: mes del ao;

    variable dependiente: nmero deespecies;

    3) el conjunto Dom f = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12} y se visualiza en el eje de las abs-cisas (eje x);

    4) en el eje de las ordenadas (eje y) se visualiza el conjunto Img f ;

    5) se verifica que f (8) = 22 lo cual indica que el nmero de plantas que florecieron enagosto fue de 22;

    6) en el mes de octubre (mes 10) se registr el menor nmero de plantas melferas flo-recidas, que fue de 12 plantas. En cambio en el mayor nmero de plantas floreci-das se produjo en los meses de abril y mayo;

    7) notar que en este caso no tiene sentido unir con una curva los puntos del grficoya que la variable independiente es un nmero natural.

    Importante! Una funcin que puede presentarse en un grfico sin cortes es una "funcin continua".Si est formada por puntos o segmentos, como en el ltimo ejemplo, es una "funcindiscontinua".

    Anlisis simultneo de grficos de dos funciones

    En muchas situaciones reales, como las que se enumeran a continuacin, se necesitaevaluar la evolucin de las variables, comparndolas.

    Los precios alcanzados por la nafta sper y la nafta premium en cada uno de los dasdel ao.

    La altura alcanzada por dos objetos de distinto tamao que se arrojan en un mismomomento.

    Grfico 2.5

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  • 29f unc i ones r ea l e s

    Los valores de la temperatura corporal y el pulso de una persona.

    Los ingresos y gastos mensuales de una familia.

    Los votos obtenidos por distintos partidos polticos en cada provincia.

    En estos casos, es recomendable trabajar con grficos sobre un mismo sistema de coor-denadas a fin de contrastar los resultados.

    Ejemplo 9. El crecimiento de un nio es vital para su desarrollo y el control del mismopermite detectar los factores que pueden interferir en la salud. Para controlar el creci-miento, los mdicos toman altura y peso del nio, al menos una vez al ao. En el pri-mer ao de vida el crecimiento es extremadamente rpido, para luego ir disminuyendo.

    Tanto el peso como la altura pueden ser graficados a partir de datos de referencia deuna poblacin normal. Estos grficos muestran la evaluacin del crecimiento y sonimportantes para los mdicos pediatras, a fin de comparar su paciente con la "curvanormal".

    En el grfico 2.6 se muestra una curva normal de peso de nios varones (en color azul) ypara mujeres (en color rojo) desde su nacimiento hasta los cinco aos7.

    A partir del grfico 2.6, se observa que:

    1) la funcin y = f (x) cuyo grfico esla curva representada en azul, sedefine por f (x) = peso de unvarn para cada mes x de vida,con x 60;

    2) la funcin y = g (x) cuyo grfico esla curva representada en rojo, sedefine por g (x) = peso de unamujer para cada mes x de vida,con x 60;

    3) ambas funciones relacionan la va-riable independiente x que repre-senta meses con una variable depen-diente y que representa kg depeso;

    4) de acuerdo al grfico el conjunto Dom f = { x R / 0 x 60} y

    Dom g = { x R / 0 x 60};

    5) de acuerdo al grfico el conjunto Img f = { y R / 0 y 18} e

    Img g = { y R / 0 y 17};

    7 Sociedad Argentina de Pediatra. Comit Nacional de Crecimiento y Desarrollo. Guas para la Evaluacin del Crecimiento. 2edicin. Buenos Aires: SAP, 2001. Cap. 2. Pg. 59, 72.

    Grfico 2.6

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  • 30 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    6) el peso normal que corresponde a un varn de 3 aos es de 14 kg, puesto quef (36) = 14, y a una nia de 4 aos le corresponde un peso, aproximado, de 15,5 kg;

    7) observando la curva que representa la funcin peso de una mujer para cada mes xde vida, vemos en las nias un peso mayor a 15 kg cuando su edad supera los 48meses (4 aos);

    8) a los cinco aos (60 meses) de edad de varones y mujeres se observa la mayor dife-rencia de pesos entre los sexos;

    9) en todo el perodo considerado, es decir para todo valor de x perteneciente conjun-to { x R / 0 x 60} se verifica que: f (x) g (x);

    10) en el intervalo de tiempo desde el nacimiento hasta el primer mes de vida se da elmayor aumento de peso, y es en el nico intervalo donde el peso de los varones yde las mujeres es proporcional.

    Un problema de encuentro

    Ejemplo 10. En una empresa durante 24 meses se registraron los costos totales (en $)y los ingresos obtenidos por las ventas (en $).

    El grfico 2.7 presenta dos funciones:

    I (x) = ingresos totales por ventas en cada mes xC(x) = costos totales registrados en cada mes x

    Para ambas funciones consideramoscomo conjunto dominio el interva-lo [1,24], y podemos realizar el an-lisis simultneo de las dos grficas.

    En algn mes/meses los costos y losingresos son iguales? En dichosmomentos a cunto ascienden losmismos?

    El primero de los puntos de corteentre los dos grficos responde aambas preguntas: en el mes 6 los cos-tos e ingresos alcanzan los $ 16.500aproximadamente.

    La siguiente igualdad, se alcanza en el mes 12, y como I (12) = G (12) = 17.500 entoncespodemos decir que, la empresa, en el mes 12 tuvo costos de $ 17.500, y los mismos igua-laron a las ganancias.

    Grfico 2.7

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  • 31f unc i ones r ea l e s

    Por ltimo se presentan dos puntos de cortes ms, unos das despus del mes 18 y unosdas antes de cumplir el mes 24, en estos dos momentos los costos y los ingresos sontambin iguales.

    A partir del grfico 2.7, podemos asegurar que:

    1) en el primer mes los costos son menores que los ingresos;

    2) en los seis primeros meses de cada ao la empresa obtiene ganancias, ya que losingresos superan a los costos. En cambio en los meses de julio a diciembre, se pro-ducen prdidas en la empresa;

    3) a partir de las diferencias entre los grficos de ingresos y costos, como balance de los24 meses podramos deducir que la empresa obtuvo ganancias.

    Importante! Cuando se analizan simultneamente grficos de funciones, los puntos de corte o encuen-tro son claves para la descripcin de los fenmenos que ellas representan.

    Un problema de escala

    Ejemplo 11. En la sociedad actual, el marketing es una necesidad empresarial, que afectaa todos: consumidores y empresarios. Los encargados de marketing de una empresa, tra-tan de convencer al cliente de que su producto es el que va a satisfacer sus necesidades.

    Los dos grficos indicados en el grfico 2.8 fueron presentados por la seccin marke-ting de una empresa que produce dos marcas de computadoras Lgs y Smg. En ellos, seobserva una funcin que representa la cantidad de computadoras personales que podr-an venderse de acuerdo al nmero de segundos que aparezca en televisin una publici-dad sobre el producto.

    Unidades

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    10

    0-1 1 2 3 4 5 6 7

    A

    fs

    Unidades

    350

    300

    250

    200

    150

    100

    50

    0-1 1 2 3 4 5 6 7

    A

    gs

    I. Grfico de la funcin f II. Grfico de la funcin g

    Grfico 2.8

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  • 32 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    En el grfico I la funcin que se encuentra graficada est definida por:f (x) = nmero de computadoras Lgs vendidas por la aparicin en anuncio publicitarioen televisin durante x segundos.

    En el grfico II la funcin que se encuentra graficada queda definida por:g (x) = nmero de computadoras Smg vendidas por la aparicin en anuncio publicita-rio en televisin durante x segundos.

    Para ambas funciones, el conjunto dominio el intervalo [1,6], es decir se estudia con-tratar entre uno y seis segundos de extensin total de publicidad televisiva. Nos pregun-tamos, ambas marcas tendrn igual aceptacin en el mercado?

    Si observamos cmo crecen las lneas que representan las funciones que indican las ven-tas de computadoras en los dos grficos, podramos concluir que ambas marcas sernvendidas en igual cantidad, a medida que se contraten mayor cantidad de segundos depublicidad televisiva.

    Para dar una respuesta ms concreta podramos, por ejemplo, ver cuntas computadorasde cada marca estiman vender los de la seccin marketing si se realizan 3 segundos depublicidad. Consideremos el punto A que, para ambos grficos, corresponde a mostrardurante 3 segundos en televisin el aviso:

    para la funcin y = f (x) el par ordenado que corresponde a este valor de la variableindependiente x = 3 es (3 ; 30) esto es, f (3) = 30 y nos indica que se considera via-ble vender 30 computadoras Lgs;

    para la funcin y = g (x) el punto A corresponde al par ordenado (3 ; 150), esto es sicolocamos 3 minutos el aviso, se estima que se vendern 150 = g (3) computadorasde la marca Smg.

    Entonces, si se miran las escalas en cada uno de los grficos, se observa que en el grfi-co I para el eje de las ordenadas, que es donde leemos las imgenes de la funcin f , laescala usada indica cada unidad en el eje y representa una proyeccin de 10 computa-doras personales Lgs vendidas, mientras que en el grfico II, cada unidad indica que seestiman vender 50 computadoras personales Smg.

    Entonces la respuesta a la pregunta, ambas marcas tendrn igual aceptacin en el mer-cado? es: el nivel de aceptacin en el mercado de ambas marcas no es igual, sino que aigual cantidad de segundos contratados para publicidad, la marca Smg se vendermejor. El departamento de marketing mostraba "a primera vista" tendencias iguales.

    Importante! Cuando se analizan grficos de funciones comparativamente, se debe observar cuidadosa-mente el dominio de definicin de ambas, para que correspondan a iguales datos de lavariable independiente y muy cuidadosamente el conjunto imagen y las unidades demedida en ambos ejes, a fin de comparar tendencias y evolucin de la funcin.

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  • 33f unc i ones r ea l e s

    Ventajas: los grficos permiten observar rpidamente tendencias o evolucin del fen-meno, as como las imgenes de los elementos que incluyen.Desventajas: no son adecuados para predecir cmo contina el fenmeno, extrapolarimgenes de elementos no visibles, etc.

    4. Frmulas

    Todo fenmeno que se pretenda modelizar necesita ser cuantificado, as las variablesrelacionadas pueden considerarse como pertenecientes a conjuntos de nmeros, en estecaso hablamos de funciones numricas.

    En general cuando estudiamos funciones numricas no perdemos generalidad en elestudio de las funciones que representan situaciones concretas, ya que realizando unaasociacin entre los elementos con alguna caracterstica numrica de los mismos pode-mos siempre tratar a cualquier funcin como una que asocia elementos numricos.

    Ejemplo 12. Si consideramos la funcin que relaciona cada persona con su edad, pode-mos realizar primero la correspondencia que identifica cada persona con su nmero dedocumento y as considerar la funcin como funcin numrica:

    Persona Asignacin EdadAguine M. 9.056.321 56Benedeto M. 5.968.165 83Cortza J. 48.405.625 1Dolin A. 9.465.798 54Garcia G. 7.002.124 70Payrone R. 34.445.897 19Pace O. 7.923.456 71Serrana M. 14.663.159 49

    Entonces podemos expresar: f : {x N / x 40.000.000} R donde

    f (x) = edad de la persona cuyo nmero de documento es x

    Ejemplo 13.

    a) La funcin definida por la frmula: ,

    asigna a cada nmero x como imagen la mitad de su valor ,

    verifica que Dom f = R ya que para todo nmero real x es posible obtener siempre sumitad,

    permite encontrar en forma sencilla: , esto es , y

    tambin que resolviendo es f (6.000) = 3.000 por

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  • 34 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    ejemplo esto es f (-1.200,8) = -600,4

    conocer la frmula permite indicar de quin es imagen el nmero 560.000

    ya que: f (x) = 560.000 entonces , es decir x = 1.120.000

    b) La funcin definida por la frmula:

    para cada valor real de la variable independiente x, excepto para x = 0 (recordar: nose puede dividir por cero) asigna como imagen su inverso;

    verifica que Dom g = R {0};

    permite encontrar en forma sencilla: , tambin

    o por ejemplo ;

    conocer la frmula permite encontrar de quin es imagen el nmero 100.000 ya que:

    f (x) = 100.000 entonces , es decir .

    c) La funcin definida por la frmula:

    para cada valor de la variable x asigna como imagen el valor de su raz cuadrada, luegolos resultados sern nmero reales si y slo si x 0;

    su dominio es Dom y = [0, +).

    Ventajas: las frmulas permiten construir tablas y grficos, adems podemos usarlas paraexplicar comportamientos pasados y extrapolar tendencias futuras.

    Una nica funcin, distintos grficos

    Ejemplo 14. Consideremos la funcin definida por la frmula

    1) Cmo es su representacin grfica si consi-deramos que esta funcin representa para cadax lpices producidos, su costo neto de produc-cin, que es $ ?

    En e sta situacin particular la funcin se defi-ne slo para nmeros naturales, (no puedoproducir medio lpiz, ni 3,7 lpices), entoncesdebemos considerar Dom f = N y con la ayudade una tabla se construye el grfico 2.9.

    Grfico 2.9

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  • 35f unc i ones r ea l e s

    2) Cul es el grfico si consi-deramos la funcin

    pero con Dom f = Z?

    El grfico es el 2.10.

    3) Para Dom f = R el grfico

    de ,

    El grfico es el 2.11.

    Ejemplo 20. Para evaluar la temperaturaen cada tiempo t (en horas) de una cma-ra en donde se guardaron semillas de mazse realizaron registros de la temperatura(en C) de la misma en forma continuadesde las seis de la tarde de un da ydurante las primeras 6 horas del dasiguiente.

    Para resolver esta situacin se puede con-siderar el grfico de la funcin (grfico2.12).

    f (t) = temperatura (C) en cada instante t (en horas) registrada en la cmara conservadora.

    Funciones crecientes y decrecientes

    Grfico 2.10

    Grfico 2.11

    Grfico 2.12

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  • 36 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    Para los registros de temperatura observamos cuatro situaciones bien diferentes en la evo-lucin de la temperatura a medida que transcurre el tiempo:

    hasta dos horas antes de la medianoche, es decir - 6 < t < -2, la temperatura fueaumentando. Cul fue la mxima temperatura alcanzada?;

    luego, y hasta la medianoche, -2 < t < 0, la temperatura fue disminuyendo. Cul fuela mnima temperatura alcanzada?;

    entre la medianoche y la hora 1, es decir 0 < t < 1, la temperatura volvi a aumentar,hasta llegar a los 1C;

    a partir de la hora 1 y hasta finalizar la observacin, es decir 1 < t < 6, se registr unatemperatura constante. De cuntos C fue esta temperatura constante?

    Las anteriores observaciones se traducen en lenguaje matemtico de la siguiente forma:

    para t (- 6, -2) la funcin es creciente, para t (- 2, 0) la funcin es decreciente, para t (0, 1) la funcin es creciente, para t (1, 6) la funcin es constante.

    En forma precisa se define:

    1) Una funcin f se dice constante en un intervalo I Dom f si para todo x I es f (x) = c dondec es un nmero real.

    2) Una funcin f se dice creciente en un intervalo I Dom f si para todo x1, x2 I con x1 < x2implica f (x1) < f (x2).

    3) Una funcin f se dice decreciente en un intervalo IDom f si para todo x1, x2 I con x1 < x2implica f (x1) > f (x2).

    Funcin creciente Funcin decreciente

    Grfico 2.13

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  • 37f unc i ones r ea l e s

    Grficamente (grfico 2.13):

    1) si una funcin es creciente en un intervalo su grfico "sube" a medida que se incre-mentan los valores de la variable independiente;

    2) si una funcin es decreciente en un intervalo su grfico "baja" a medida que seincrementan los valores de la variable independiente.

    Ejemplo 21. Son siempre creciente las funciones que describen situaciones como:

    la altura de una planta a medida que transcurren los das posteriores a la siembra;

    el permetro de una circunferencia como funcin de la medida de su radio;

    el nmero de personas en el mundo para cada ao calendario.

    Son siempre decreciente las funciones que describen situaciones como:

    la intensidad de un haz de luz que incide verticalmente en la superficie del mar amedida que aumenta la profundidad marina;

    el esfuerzo que debe realizarse para levantar un peso mediante el uso de una palancacada vez que se amplia un brazo de la misma.

    Ejemplo 22. Una funcin decreciente que es til para determinar antigedad de losfsiles es la que se obtiene a partir del estudio del carbono-14 (14C), que es un radio-stopo del carbono y fue descubierto por Kamen y Ruben. Debido a su presencia entodos los materiales orgnicos, el carbono-14 se emplea para conocer el momento de lamuerte del organismo. La masa de 14C de cualquier fsil disminuye segn una ritmoconocido: se comprob que a los 5.730 aos de la muerte de un ser vivo la cantidad de14C en sus restos fsiles se ha reducido a la mitad. Entonces, si se obtiene la diferenciaentre la proporcin de 14C que debera contener un fsil, si an estuviese vivo y la querealmente contiene, se puede conocer la fecha de su muerte.

    Como antes expresamos, las funciones numricas al igual que los nmeros, se puedensumar, restar, dividir, etc. formndose as nuevas funciones.

    Operaciones con funciones

    Dadas dos funciones f y g definimos:

    1) La funcin suma (f + g) como (f +g)(x) = f (x) + g (x)2) La funcin diferencia (f - g) como (f - g)(x) = f (x) - g (x)3) La funcin producto (f . g) como (f . g)(x) = f (x) . g (x)

    4) La funcin cociente como siempre que g (x) 0.

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  • 38 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    Ejemplo 23. Consideremos dos funciones f y g definidas por las frmulas:

    y g (x) = x

    1) Cul es la imagen de x = 5 por la funcin f + g?

    De acuerdo a la definicin calculamos: (f +g)(5) = f (5) + g (5)como f (5) + g (5) = 1 + 5 entonces (f +g)(5) = 6

    2) Cul es la imagen de la variable a por la funcin f + g?

    Realizamos (f +g)(a) = f (a) + g (a) luego

    entonces

    3) Cul es la imagen de x = 1 por la funcin f . g?

    Calculamos (f . g)(1) = f(1) . g(1), as , entonces (f . g)(1) = -1.

    4) Cmo se define la funcin ?

    Realizamos y como entonces

    Importante! El dominio de definicin de las funciones que resultan de operaciones entre otras fun-ciones se considera siempre como el mayor subconjunto de R donde la funcin opera-cin se define.

    A partir de la definicin de las operaciones, qu ocurre con el grfico de una funcinf cuando realizamos las operaciones de suma, diferencia, producto o divisin de estafuncin f con otra funcin constante g?

    Ejemplo 24: Consideremos dos funciones f y g definidas por las frmulas: f (x) = x2 - 1 y g (x) = 3

    a) Los pares ordenados del grfico de f + g son de la forma (x , (f + g)(x)), luego se obtie-nen sumando a cada valor f (x) el valor de g (x) (la constante 3). Entonces el grficode la funcin suma resulta de "trasladar hacia arriba" tres unidades la curva querepresenta al grfico de f (grfico 2.14).

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  • 39f unc i ones r ea l e s

    b) Los pares ordenados del grfico de f - g son de la forma (x , (f - g)(x)), luego se obtie-nen restando a cada valor f (x) el valor de g (x) (la constante 3). Entonces el grficode la funcin resta resulta de "trasladar hacia abajo" tres unidades la curva querepresenta al grfico de f (grfico 2.15).

    Grfico 2.14

    Grfico 2.15

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  • 40 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    c) Los pares ordenados del grfico de f . g son de la forma (x, f . g (x)), luego se obtie-nen multiplicando cada valor f (x) el valor de g (x) (la constante 3). Entonces el gr-fico de la funcin producto resulta de "triplicar" cada valor de la curva que repre-senta al grfico de f (grfico 2.16).

    Observar que los valores de la variable x que verifican f (x) = 0, es decir los pares ordena-dos (1, 0) y (-1,0), son los nicos que no alteran su imagen al graficar la funcin f . g.

    d) Los pares ordenados del grfico de son de la forma , luego se

    obtienen dividiendo cada valor f (x) por el valor constante 3. Entonces el grfico de lafuncin cociente resulta "la tercera parte" de cada valor de la curva que representa algrfico de f.

    Observar que los valores de la variable x que verifican f (x) = 0, es decir los pares ordena-dos (1;0) y (-1;0), son los nicos que no alteran su imagen al graficar la

    funcin .

    Grfico 2.16

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  • 41f unc i ones r ea l e s

    Ejemplo 25. Consideremos la funcin que representa la altura mxima del agua de undique en cada uno de los das de un ao de 2005

    [H (d) = altura del agua del dique (m) en el da d.]

    De acuerdo a los registros diarios, el grfico de esta funcin es el indicado en 2.18.

    Grfico 2.17

    Grfico 2.18

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  • 42 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    A partir del grfico 2.18, podemos construir otros grficos.

    1) Grfico de la funcin que repre-senta la altura del agua delmismo dique para el ao 2006,si se conoce que su altura mxi-ma diaria aument en 2 cmcada da.

    2) Grfico de la funcin que repre-senta la altura del agua delmismo dique para un ao en elcual se conoce que su alturamxima registr una disminu-cin de 5 cm cada da.

    3) De la funcin que representa laaltura del agua del mismodique para un ao en el cual seconoce que su altura mximaregistr una disminucin del50% cada da.

    Grfico 2.19

    Grfico 2.20

    Grfico 2.21

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  • 43f unc i ones r ea l e s

    Ejercicio 1. El grfico 2.22 representa la relacin entre el peso de una bolsa de arenapara la construccin y el costo de la misma. Cada uno de los puntos de la relacin indi-ca una bolsa y la letra que lo identifica muestra su marca.

    A partir del grfico de la funcin,cul es la respuesta a las siguientespreguntas?

    a) De qu marca es la bolsa dearena ms pesada?

    b) De qu marca es la bolsa dearena ms econmica?

    c) Qu marcas ofrecen al mer-cado bolsas de arena de igualpeso?

    d) Qu marcas ofrecen al mer-cado bolsas de arena de igualprecio? Cul de las dos marcas tiene mayor peso?

    e) Qu bolsa de arena es ms econmica: la F o la D? Por qu?

    Ejercicio 2. Indicar cules de los siguientes diagramas sagitales definen una funcin. Encaso de no ser una funcin, especificar la o las condiciones de la definicin que no severifican:

    Ejercicios

    Grfico 2.22

    Grfico 2.23

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  • 44 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    Ejercicio 3. Cul de los grficos indicados en 2.24 que se muestran en los siguientes siste-mas de coordenadas cartesianas ortogonales representan funciones? Por qu?

    Ejercicio 4. Un empleado de la empresa telefnica present a sus superiores el registrode las ganancias obtenidas durante una semana en el telecentro a su cargo (tabla 2.4).

    A partir de los datos del empleado definimos la fun-cin G (t) = ganancia obtenida por la empresa tele-fnica en el da t en el telecentro. Para esta funcin,cul es la respuesta a las siguientes preguntas?

    a) Cul es el dominio de G(t)? y el conjunto imagen?b) Cul es la imagen de la variable t = mircoles?c) De quin es imagen el nmero 45?

    d) Qu significa que G (lunes) = - $20?e) En que da de la semana la telefnica logra su mayor ganancia?f ) Es la funcin G creciente o decreciente? Justifica tu respuesta.

    Ejercicio 5. Para un micro que realizael trayecto entre Pennsula Valds(Chubut) y el balneario Las Grutas, seregistr la cantidad de combustible queposea el tanque en cada kilmetrorecorrido. La funcin f (x) = litros decombustible en el tanque del micro encada x kilmetro de su recorrido. Estafuncin se representa por el grfico2.25.

    a) b)

    Da t Ganancia

    Lunes $-20

    Martes $23

    Mircoles $32

    Jueves $45

    Viernes $80

    Grfico 2.24

    Grfico 2.25

    Tabla 2.4

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  • 45f unc i ones r ea l e s

    En el eje de las abscisas (eje x) se encuentran representados los kilmetros recorridos yen el eje de las ordenadas (eje y) la cantidad de litros de combustible del micro en cadakilmetro.

    A partir del grfico de la funcin, cul es la respuesta a las siguientes preguntas?

    a) Cuntos litros de combustible tena el tanque del micro al partir de PennsulaValds?

    b) Cuntos litros de combustible tena el tanque del micro al terminar su viaje?

    c) Cuntos kilmetros haba recorrido el conductor cuando por primera vez carg com-bustible? Cuntos litros tena el tanque del micro en dicho momento?

    d) Cuntos litros consumi el micro en todo el viaje?

    e) Qu ocurri en el kilmetro 250?

    f ) Para investigar: en qu provincia se ubica el Balneario Las Grutas? Cul es supoblacin? Qu atractivos tursticos se pueden encontrar?

    Ejercicio 6.Modelizar, mediante una funcin que describa el precio P de un kilogramode manzana en funcin del da x del ao, el siguiente informe brindado desde la pro-vincia de Ro Negro.

    Informe En el primer mes del ao el precio se mantuvo estable en $1,00 por kilogramo.

    En la ltima quincena del mes de febrero comenz a bajar hasta que el da 10 de abril,cuando alcanz un precio de $0,50 por kg.

    El precio de $0,50 por kg se mantuvo constante hasta finalizar el mes de mayo.

    A partir de junio se registr un aumento sostenido en el precio que permiti venderla manzana a $2,00 el kg el 15 de octubre.

    A fines de noviembre nuevamente el precio comenz a decrecer, siendo a fin dediciembre de $1,20 por kg.

    A partir del grfico realizado, cul es la respuesta a las siguientes preguntas?

    a) Si P (x) = precio del kg de manzana el da x cul es el dominio de la funcin P ? ycul es el conjunto imagen de la funcin P ?

    b) Realizar el grfico de una funcin P.

    c) En qu intervalo la funcin es creciente?

    d) En qu intervalo la funcin es decreciente?

    e) Se mantuvo la funcin constante en algn/os intervalos?, cules?, qu valor alcan-z en dicho intervalo?

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  • f ) Para investigar. Cules son las principales provincias productoras de manzana enArgentina? Cuntas toneladas de manzana se producen anualmente? A qu pases seexporta la manzana? Cul es el ciclo productivo?

    Ejercicio 7. Para la funcin f cuyo grfico se presenta, expresar:

    a) dominio de la funcin;b) imagen de la funcin;c) corte con el eje y;d) f (1);e) la imagen de 5;f ) el o los valor/es de x cuyamaimagen es 0;g) el intervalo donde f es cons-mitante; h) los intervalos donde f es cre-asiciente.

    Ejercicio 8. Si definimos la funcin y = f (x) a partir de la tabla 2.5:

    Cul es el resultado de?a) f (0) b) f (2) c) f (-1)

    d) f (2) + f (-2) e) f (-1) - f (1) f ) f (4) . f (0)

    g) f (1) . f (-3) h) f (4) / f (-3)

    Ejercicio 9. Si definimos la funcin a partir de la frmula f (x) = 2 x - 4, cul es el resul-tado de ?

    a) f (0) b) f (2) c) f (-1)

    d) f (a + b) e) f (2) + f (-2) f ) f (-1) - f (1)

    g) f (4) . f (0) h) f (1) . f (-3) i) f (4) / f (-3)

    j) f (a)+ f (b)

    Ejercicio 10. Si definimos la funcin a partir de la frmula , cul es el resulta-do de?

    a) g (1) b) g (2) c) g (-0,1)

    46 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    x -3 -2 -1 0 1 2 3 4f (x) 1 2 4 2 1 0,5 0,3 0,1

    Grfico 2.26

    Tabla 2.5

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  • 47f unc i ones r ea l e s

    d) es posible encontrar g (0)? por qu?

    e) g (2) - g (-2) f ) g (-1) + g (1) g) g (2) . g (-1)

    h) g (1) . g (-3) i) g (-2) / g (2)

    Ejercicio 11. Para la funcin que se define por trozos a partir de la frmula:

    Cmo se completa la tabla 2.6?

    Ejercicio 12. Para cada una de las siguientes funciones, cul es su dominio de definicin?

    a) f (x) = x3 + 2x - 1 b)

    c) d)

    e) f )

    g) h)

    Ejercicio 13. Si las funciones f y g se definen como f (x) = 2 x + 4 y g (x) = x - 3, cul esel resultado de realizar?

    a) (f + g)(5) b) (f - g)(2) c) (f . g)(0)

    d) (f . g)(3) e) (f / g)(1)

    f ) cul es la frmula que define a la funcin (f + g)?;

    g) cul es la frmula que define a la funcin (f . g)?

    Ejercicio 14. Si las funciones f y g se definen como y g (z) = z2, cul es elresultado, si puede realizar, de?

    a) (f + g)(1) b) (f - g)(3) c) (f + g)(0)

    d) (f . g)(-1) e) (f . g)(2) f ) (f / g)(1)

    t -3 -1 0 1 1,5 2 4 6 10

    f (t)

    Tabla 2.6

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  • 48 f unc i ones e l emen ta l e s pa ra cons t r u i r mode l o s ma tem t i cos

    g) (f / g)(0)

    h) cul es la frmula que define a la funcin (f + g)?, cul es el Dom (f + g)?;

    i) cul es la frmula que define a la funcin (f . g)?, cul es el Dom (f . g)?

    Ejercicio 15. Para las olimpadas organizadas con motivo de la Semana del Estudiante, enla que participan distintas escuelas en Crdoba, se realizaron distintivos para identificarlos distintos colegios participantes. La cantidad de distintivos vendidos se modeliza con lafuncin C(p) donde p es el precio (en pesos) a los que se ofrecen los distintivos:

    C (p) = 3.613 - p2 - 2p

    Para esta funcin, cul es la respuesta a las siguientes preguntas?

    a) Para qu valores de p se puede definir la funcin C(p)?b) Cuntos distintivos se vendieron si se cobraron $ 50?c) Cuntos distintivos se haban regalado si no se cobrara dinero alguno?d) Cul es la imagen de $ 60? Qu significa dicho resultado?

    Ejercicio 16. Una empresa de medicina prepaga, que no recibe ms de 30.000 afiliados almes, incluye entre sus prestaciones atencin de odontlogos. El costo mensual C de lasprestaciones de los dentistas est relacionado con la cantidad de personas que se adhierena la atencin y se representa por la funcin:

    donde p indica el nmero de personas que solicitarn afiliarse para atencin odontolgica.

    Para esta funcin, cul es la respuesta a las siguientes preguntas?

    a) De acuerdo a la informacin que posee, cul es el dominio de la funcin?

    b) Cunto deber pagar a los dentistas si slo 100 personas se afilian a los serviciosodontolgicos? y si se afilian 1.000 personas?

    c) Cules sern los costos si todos los afiliados deciden participar del servicio de losdentistas?

    Ejercicio 17. Para un nmero real sabemos calcular su valor absoluto, que se definecomo el valor numrico del nmero, sin su respectivo signo y se representa con la nota-cin |n|. Por ejemplo: |4| = 4, |-1| = 1 y |0| = 0.

    Definimos la funcin valor absoluto como la funcin que asigna a cada valor de lavariable independiente x su valor absoluto, y escribimos f (x) = |x|, esta funcin pode-mos representarla por la frmula

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  • 49f unc i ones r ea l e s

    a) Realiza una tabla que representa la funcin. Consejo: considera un adecuado nmero de valores para la variable x.

    b) Ubica en un sistema de coordenadas cartesianas ortogonales los pares ordenadosobtenidos a partir de la tabla anterior.

    c) Realiza el grfico de la funcin valor absoluto, con qu letra del abecedario puedescompararlo?

    d) Desde un punto de vista geomtrico, el valor absoluto de un nmero corresponde ala distancia desde dicho nmero hasta el nmero cero. Qu relacin encuentrasentre esta afirmacin y la ubicacin del grfico de la funcin valor absoluto en el sis-tema de coordenadas cartesianas?

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