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Razones de cambio RELACIONADAS Ritmos de cambio relacionados La derivada como razón de cambio • Si y es una cantidad que depende de otra cantidad x, expresamos a y como • Si x cambia de el incremento en x es: Y el correspondiente incremento en y es: • se llama razón de cambio promedio de y con respecto a x • Si hacemos que el incremento en x sea cada vez más chico (tienda a cero), obtenemos: Razones de cambio ejemplo En algunos problemas se requiere que se determine la razón de cambio (también se denomina ritmo de cambio o tasa de cambio) de una función. ¿qué tan rápido cambia una cantidad con respecto a otra? Esta razón de cambio se expresa por la derivada de la función. Nos preguntamos cómo cambia la cantidad de desechos en un momento específico, o sea una razón de cambio instantánea, para ello utilizamos la derivada. solución Son toneladas de desecho Son días o bien o bien para t=3 luego Respuesta: la cantidad de desechos aumenta a razón de 2,4 toneladas por día. Algunas utilidades de la derivada, interpretada como razón de cambio: En Física: Velocidad Cambio en desplazamiento con respecto al tiempo En Economía – Costo marginal Cambio del costo de producción en función de la cantidad de artículos producidos Ingeniería Variación del nivel de agua en una represa En Geografía: Crecimiento poblacional Variación de la cantidad de la población luego de una epidemia En Meteorología Cambio de la presión atmosférica en función de la altura En Psicología – Curva de aprendizaje En sociología: Divulgación de rumores Ritmos relacionados ó Razones de cambio relacionadas Es frecuente que en un problema se encuentren relacionadas dos o más variables, cada una de ellas en función del tiempo. Cuando hay variables relacionadas, también lo están sus razones de cambio. Cuando se tiene una ecuación que involucra más de una variable y todas son funciones del tiempo, se puede determinar la relación entre sus razones de cambio derivando la ecuación respecto del tiempo; lo cual suele involucrar tanto regla de la cadena como derivación implícita. Estrategias para resolver problemas de razones de cambio relacionadas • Identificar las magnitudes dadas y las magnitudes a determinar. Asignar nombres (notación), dar expresiones simbólicas para las cantidades que son funciones del tiempo. • Escribir una ecuación que contenga las variables cuyas razones de cambio son dadas o las que deben determinarse. • Usar la regla de la cadena, derivar implícitamente ambos lados de la ecuación planteada, con respecto al tiempo t. • Completado el paso anterior, sustituir en la ecuación resultante los valores conocidos de las variables y de las razones de cambio. Luego despejar lo que se deseaba calcular. EJEMPLO El volumen está relacionado con el radio y con la altura en el tiempo. Volumen de la esfera D er iva ci ón im pl íc ita Regla de la cadena Teniendo en cuenta que el volumen varía según varía el radio, y a su vez, el radio varía según el paso del tiempo, buscamos una manera de relacionar estas razones de cambio Ree mpl azo los d atos Despejo Respuesta: El radio del globo se incrementa a razón de dr Ejercitación Ver Práctico
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