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__________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 1 Ejercicio 1 Dadas las funciones 𝑔(𝑥) = 𝑥2 − 3𝑥 y 𝑓(𝑥) = 2𝑥 − 4 determinar analíticamente el conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑅 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒: 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥)} Solución Para hallar analíticamente el conjunto 𝐴 lo que debemos hacer es armar la inecuación que resulta de la condición dada para el conjunto. 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) 2𝑥 − 4 ≥ 𝑥2 − 3𝑥 2𝑥 − 4 − 𝑥2 + 3𝑥 ≥ 0 −𝑥2 + 5𝑥 − 4 ≥ 0 𝑥2 − 5𝑥 + 4 ≤ 0 Para resolver la última inecuación podemos trabajar con la función cuadrática asociada a ella. Sea ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 5𝑥 + 4 la función cuadrática asociada. Analizaremos cuales son los valores para los cuales esta función se anula, para luego poder analizar los conjuntos de positividad y negatividad de ℎ. Para hallar los ceros (o raíces) de ℎ usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −5 y 𝑐 = 4 𝑥2 − 5𝑥 + 4 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−5) ± √(−5)2 − 4 ∙ 1 ∙ 4 2 ∙ 1 = 5 ± √25 − 16 2 = 5 ± 3 2 entonces 𝑥 = 4 ó 𝑥 = 1 son las raíces de la función cuadrática ℎ. Por lo tanto podemos escribir ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 5𝑥 + 4 = (𝑥 − 4) ∙ (𝑥 − 1) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 1 Ahora retomamos la resolución de nuestro problema original: hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales 𝑥2 − 5𝑥 + 4 ≤ 0 que es equivalente a hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales (𝑥 − 4) ∙ (𝑥 − 1) ≤ 0 El producto de los monomios en menor o igual a cero si: Primer caso: 𝑥 − 4 ≤ 0 𝑦 𝑥 − 1 ≥ 0 (𝐀) ⟺ 𝑥 ≤ 4 𝑦 𝑥 ≥ 1 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞; 4] ∩ [1; +∞) = [1; 4] Luego, el conjunto solución para (A) son los valores de 𝑥 ∈ [1; 4]. 𝐒𝐨𝐥𝑨 = [𝟏; 𝟒] Segundo caso 𝑥 − 4 ≥ 0 𝑦 𝑥 − 1 ≤ 0 (𝐁) ⟺ 𝑥 ≥ 4 𝑦 𝑥 ≤ 1 ⟺ 𝑥 ∈ [4; +∞) ∩ (−∞; 1] = ∅ No existe ningún valor de 𝑥 que satisface la situación (B) 𝐒𝐨𝐥𝑩 = ∅ El conjunto solución de (𝑥 − 4) ∙ (𝑥 − 1) ≤ 0 es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 ∪ 𝐒𝐨𝐥𝑩 = [𝟏; 𝟒] ∪ ∅ = [𝟏; 𝟒] Finalmente, 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) ⇔ 𝑥 ∈ [1; 4] __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 1 Ejercicio 2 Siendo 𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 𝑎𝑥2 − (𝑏 − 1)𝑥 + 𝑎, determinar los valores de 𝑎, 𝑏 ∈ 𝑅 para que se cumpla que 𝑓(0) = 2 y el punto 𝑃 = (2, −4) pertenezca a la gráfica de 𝑓. Solución Aplicamos las condiciones dadas: 𝑓(0) = 03 − 𝑎 ∙ 02 − (𝑏 − 1) ∙ 0 + 𝑎 = 𝑎 𝑓(0) = 2 ⇒ 𝑎 = 2 Entonces 𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 2𝑥2 − (𝑏 − 1)𝑥 + 2. Como el punto (2; −4) pertenece al gráfico de f : 𝑓(2) = −4 23 − 2 ∙ 22 − (𝑏 − 1) ∙ 2 + 2 = −4 8 − 8 − 2𝑏 + 2 + 2 = −4 −2𝑏 + 4 = −4 −2𝑏 = −8 𝑏 = 4 Finalmente, 𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 2𝑥2 − 3𝑥 + 2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 1 Ejercicio 3 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑎 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 4 − 3𝑎2𝑥 5𝑎𝑥 − 2 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = −2/5 Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒂. Si 𝑓 tiene una asíntota vertical en 5 2 x sabemos que para ese valor se anula el denominador: 5𝑎 (− 2 5 ) − 2 = 0 −2𝑎 − 2 = 0 𝑎 = −1 Entonces 𝑓(𝑥) = 4 − 3𝑥 −5𝑥 − 2 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → −∞ y cuando 𝑥 → +∞. lim 𝑥→+∞ 4 − 3𝑥 −5𝑥 − 2 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 ( 4 𝑥 − 3) 𝑥 (−5 − 2 𝑥) = lim 𝑥→+∞ ( 4 𝑥 − 3) (−5 − 2 𝑥) = 3 5 lim 𝑥→−∞ 4 − 3𝑥 −5𝑥 − 2 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 ( 4 𝑥 − 3) 𝑥 (−5 − 2 𝑥) = lim 𝑥→−∞ ( 4 𝑥 − 3) (−5 − 2 𝑥) = 3 5 Luego la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = 3 5 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 1 Ejercicio 4 Sea 𝑓(𝑥) = 5𝑥 + 1 𝑥 − 2 hallar 𝑓−1(𝑥). Solución y comentarios En primer lugar determinamos el dominio de la función. La función estará bien definida siempre y cuando el denominador sea distinto de cero. Entonces, 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = {𝑥 ∈ ℝ ∶ 𝑥 − 2 ≠ 0} = {𝑥 ∈ ℝ ∶ 𝑥 ≠ 2} = ℝ − {2} Para hallar la función inversa planteamos 𝑓(𝑥) = 𝑦 y operamos hasta encontrar una expresión de 𝑥 en función de 𝑦: 5𝑥 + 1 𝑥 − 2 = 𝑦 5𝑥 + 1 = 𝑦 ∙ (𝑥 − 2) 5𝑥 + 1 = 𝑦𝑥 − 2𝑦 5𝑥 − 𝑦𝑥 = −2𝑦 − 1 𝑥(5 − 𝑦) = −2𝑦 − 1 𝑥 = −2𝑦 − 1 5 − 𝑦 = 2𝑦 + 1 𝑦 − 5 𝑓−1(𝑦) = 𝑥 = 2𝑦 + 1 𝑦 − 5 Como el nombre que le demos a la variable no importa 𝑓−1(𝑥) = 2𝑥 + 1 𝑥 − 5 La función inversa estará definida siempre y cuando 𝑥 − 5 ≠ 0. Entonces, 𝐷𝑜𝑚(𝑓−1) = {𝑥 ∈ 𝑅 ∶ 𝑥 − 5 ≠ 0} = {𝑥 ∈ 𝑅 ∶ 𝑥 ≠ 5} = ℝ − {5} Entonces, 𝑓: ℝ − {2} → ℝ − {5} es biyectiva y existe la función inversa. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 1 Ejercicio 5 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 𝑦 𝑔(𝑥) = √𝑥 hallar 𝑔 ∘ 𝑓 y 𝑓 ∘ 𝑔 Solución y comentarios Vamos a hallar 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔 ( 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 ) = √ 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida sí y solo sí (𝑥 + 2) (2𝑥 + 1)⁄ ≥ 0 Vamos a hallar 𝑓 ∘ 𝑔: (𝑓 ∘ 𝑔) (𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑓(√𝑥) = √𝑥 + 2 2√𝑥 + 1 La función 𝑓 ∘ 𝑔 está bien definida sí y solo sí 𝑥 ≥ 0. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 2 Ejercicio 1 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 3 y 𝑔(𝑥) = 2𝑥 + 9 determinar analíticamente el conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑅 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒: 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥)} Solución y comentarios Para hallar analíticamente el conjunto 𝐴 lo que debemos hacer es armar la inecuación que resulta de la condición dada para el conjunto. 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) 𝑥2 + 𝑥 + 3 ≥ 2𝑥 + 9 𝑥2 + 𝑥 + 3 − 2𝑥 − 9 ≥ 0 𝑥2 − 𝑥 − 6 ≥ 0 Para resolver la última inecuación podemos trabajar con la función cuadrática asociada a ella. Sea ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 − 6 la función cuadrática asociada. Analizaremos cuales son los valores para los cuales esta función se anula, para luego poder analizar los conjuntos de positividad y negatividad de ℎ. Para hallar los ceros (o raíces) de ℎ usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −1 y 𝑐 = −6 𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−1) ± √(−1)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−6) 2 ∙ 1 = 1 ± √1 + 24 2 = 1 ± 5 2 Entonces 𝑥 = −2 ó 𝑥 = 3 son las raíces de ℎ. Por lo tanto podemos escribir ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 − 6 = (𝑥 − (−2)) ∙ (𝑥 − 3) = (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 3) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 2 Ahora retomamos la resolución de nuestro problema original: hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales 𝑥2 − 𝑥 − 6 ≥ 0 que es equivalente a hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 3) ≥ 0 Para que el producto de los monomios sea mayor o igual a cero hay dos posibilidades: Primer caso: 𝑥 + 2 ≤ 0 𝑦 𝑥 − 3 ≤ 0 (𝐀) ⟺ 𝑥 ≤ −2 𝑦 𝑥 ≤ 3 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞; −2] ∩ (−∞; 3] = (−∞; −2] Luego, el conjunto solución para (A) son los valores de 𝑥 ∈ (−∞; −2]. 𝐒𝐨𝐥𝑨 = (−∞; −𝟐] Segundo caso 𝑥 + 2 ≥ 0 𝑦 𝑥 − 3 ≥ 0 (𝐁) ⟺ 𝑥 ≥ −2 𝑦 𝑥 ≥ 3 ⟺ 𝑥 ∈ [−2; +∞) ∩ [3; +∞) = [3; +∞) Luego, el conjunto solución para (B) son los valores de 𝑥 ∈ [3; +∞). 𝐒𝐨𝐥𝑩 = [3; +∞) El conjunto solución de (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 3) ≥ 0 es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 ∪ 𝐒𝐨𝐥𝑩 = (−∞; −𝟐] ∪ [𝟑; +∞) Finalmente, 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) ⇔ 𝑥 ∈ (−∞; −𝟐] ∪ [𝟑; +∞) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 2 Ejercicio 2 Siendo 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥3 − (𝑏 + 1)𝑥2 − 𝑎𝑥 − 𝑎, determinar los valores de 𝑎, 𝑏 ∈ 𝑅 para que se cumpla que 𝑓(0) = 1 y el punto 𝑃 = (−1, −2) pertenezca a la gráfica de 𝑓. Solución y comentarios Aplicamos las condiciones dadas: 𝑓(0) = 03 − (𝑏 + 1) ∙ 02 − 𝑎 ∙ 0 − 𝑎 = −𝑎 𝑓(0) = 1 ⇒ −𝑎 = 1 ⟺ 𝑎 = −1 Entonces 𝑓(𝑥) = −𝑥3 − (𝑏 + 1) ∙ 𝑥2 + 𝑥 + 1 Como el punto (−1; −2) pertenece al gráfico de f : 𝑓(−1) = −2 −(−1)3 − (𝑏 + 1) ∙ (−1)2 + (−1) + 1 = −2 1 − (𝑏 + 1) − 1 + 1 = −2 1 − 𝑏 − 1 = −2 𝑏 = 2 Finalmente, 𝑓(𝑥) = −𝑥3 − 3𝑥2 + 𝑥 + 1 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 2 Ejercicio 3 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑏 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 1 − 𝑏2𝑥 2𝑏𝑥 + 3 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 1/2. Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒃. Si la función 𝑓 tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 1/2 sabemos que para ese valor se anula el denominador: 2𝑏 ( 1 2 ) + 3 = 0 𝑏 + 3 = 0 𝑏 = −3 Entonces 𝑓(𝑥) = 1 − 9𝑥 −6𝑥 + 3 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → +∞ y cuando 𝑥 → −∞. lim 𝑥→+∞ 1 − 9𝑥 −6𝑥 + 3 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 ( 1 𝑥 − 9) 𝑥 (−6 + 3 𝑥) = lim 𝑥→+∞ ( 1 𝑥 − 9) (−6 + 3 𝑥) = −9 −6 = 3 2 lim 𝑥→−∞ 1 − 9𝑥 −6𝑥 + 3 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 ( 1 𝑥 − 9) 𝑥 (−6 + 3 𝑥 ) = lim 𝑥→−∞ ( 1 𝑥 − 9) (−6 + 3 𝑥 ) = −9 −6 = 3 2 Luego la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = 3 2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 2 Ejercicio 4 Sea 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 hallar 𝑓−1(𝑥). Solución y comentarios En primer lugar determinamos el dominio de la función. La función estará bien definida siempre y cuando el denominadorsea distinto de cero. Entonces, 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = {𝑥 ∈ ℝ ∶ 2𝑥 + 1 ≠ 0} = {𝑥 ∈ ℝ ∶ 𝑥 ≠ − 1 2 } = ℝ − {− 1 2 } Para hallar la función inversa planteamos 𝑓(𝑥) = 𝑦 y operamos hasta encontrar una expresión de 𝑥 en función de 𝑦: 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 = 𝑦 𝑥 + 2 = 𝑦 ∙ (2𝑥 + 1) 𝑥 + 2 = 2𝑦𝑥 + 𝑦 𝑥 − 2𝑦𝑥 = 𝑦 − 2 𝑥(1 − 2𝑦) = 𝑦 − 2 𝑥 = 𝑦 − 2 1 − 2𝑦 Como el nombre que le demos a la variable no importa 𝑓−1(𝑥) = 𝑥 − 2 1 − 2𝑥 La función inversa estará definida siempre y cuando 1 − 2𝑥 ≠ 0. Entonces, 𝐷𝑜𝑚(𝑓−1) = {𝑥 ∈ 𝑅 ∶ 1 − 2𝑥 ≠ 0} = {𝑥 ∈ 𝑅 ∶ 𝑥 ≠ 1 2 } = ℝ − { 1 2 } __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 2 Ejercicio 5 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 5 − 3𝑥 𝑦 𝑔(𝑥) = √𝑥2 + 1 hallar 𝑔 ∘ 𝑓 y 𝑓 ∘ 𝑔 Solución y comentarios Vamos a hallar 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓 )(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(5 − 3𝑥) = √(5 − 3𝑥)2 + 1 La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida en todo el conjunto de los números reales. Vamos a hallar 𝑓 ∘ 𝑔: (𝑓 ∘ 𝑔) (𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑓 (√𝑥2 + 1) = 5 − 3√𝑥2 + 1 La función 𝑓 ∘ 𝑔 está definida en todo el conjunto de los números reales. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 4 Ejercicio 1 Sea 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 hallar 𝑓−1(𝑥). Solución y comentarios En primer lugar determinamos el dominio de la función. La función estará bien definida siempre y cuando el denominador sea distinto de cero. Entonces, 𝐷𝑜𝑚(𝑓) = {𝑥 ∈ ℝ ∶ 2𝑥 + 1 ≠ 0} = {𝑥 ∈ ℝ ∶ 𝑥 ≠ − 1 2 } = ℝ − {− 1 2 } Para hallar la función inversa planteamos 𝑓(𝑥) = 𝑦 y operamos hasta encontrar una expresión de 𝑥 en función de 𝑦: 𝑥 + 2 2𝑥 + 1 = 𝑦 𝑥 + 2 = 𝑦 ∙ (2𝑥 + 1) 𝑥 + 2 = 2𝑦𝑥 + 𝑦 𝑥 − 2𝑦𝑥 = 𝑦 − 2 𝑥(1 − 2𝑦) = 𝑦 − 2 𝑥 = 𝑦 − 2 1 − 2𝑦 Como el nombre que le demos a la variable no importa 𝑓−1(𝑥) = 𝑥 − 2 1 − 2𝑥 La función inversa estará definida siempre y cuando 1 − 2𝑥 ≠ 0. Entonces, 𝐷𝑜𝑚(𝑓−1) = {𝑥 ∈ 𝑅 ∶ 1 − 2𝑥 ≠ 0} = {𝑥 ∈ 𝑅 ∶ 𝑥 ≠ 1 2 } = ℝ − { 1 2 } __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 4 Ejercicio 2 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 5 − 3𝑥 𝑦 𝑔(𝑥) = √𝑥2 + 1 hallar 𝑔 ∘ 𝑓 y 𝑓 ∘ 𝑔 Solución y comentarios Vamos a hallar 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓 )(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(5 − 3𝑥) = √(5 − 3𝑥)2 + 1 La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida en todo el conjunto de los números reales. Vamos a hallar 𝑓 ∘ 𝑔: (𝑓 ∘ 𝑔) (𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑓 (√𝑥2 + 1) = 5 − 3√𝑥2 + 1 La función 𝑓 ∘ 𝑔 está definida en todo el conjunto de los números reales. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 4 Ejercicio 3 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 3 y 𝑔(𝑥) = 2𝑥 + 9 determinar analíticamente el conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑅 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒: 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥)} Solución y comentarios Para hallar analíticamente el conjunto 𝐴 lo que debemos hacer es armar la inecuación que resulta de la condición dada para el conjunto. 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) 𝑥2 + 𝑥 + 3 ≥ 2𝑥 + 9 𝑥2 + 𝑥 + 3 − 2𝑥 − 9 ≥ 0 𝑥2 − 𝑥 − 6 ≥ 0 Para resolver la última inecuación podemos trabajar con la función cuadrática asociada a ella. Sea ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 − 6 la función cuadrática asociada. Analizaremos cuales son los valores para los cuales esta función se anula, para luego poder analizar los conjuntos de positividad y negatividad de ℎ. Para hallar los ceros (o raíces) de ℎ usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −1 y 𝑐 = −6 𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−1) ± √(−1)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−6) 2 ∙ 1 = 1 ± √1 + 24 2 = 1 ± 5 2 Entonces 𝑥 = −2 ó 𝑥 = 3 son las raíces de ℎ. Por lo tanto podemos escribir ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 − 6 = (𝑥 − (−2)) ∙ (𝑥 − 3) = (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 3) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 4 Ahora retomamos la resolución de nuestro problema original: hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales 𝑥2 − 𝑥 − 6 ≥ 0 que es equivalente a hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 3) ≥ 0 Para que el producto de los monomios sea mayor o igual a cero hay dos posibilidades: Primer caso: 𝑥 + 2 ≤ 0 𝑦 𝑥 − 3 ≤ 0 (𝐀) ⟺ 𝑥 ≤ −2 𝑦 𝑥 ≤ 3 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞; −2] ∩ (−∞; 3] = (−∞; −2] Luego, el conjunto solución para (A) son los valores de 𝑥 ∈ (−∞; −2]. 𝐒𝐨𝐥𝑨 = (−∞; −𝟐] Segundo caso 𝑥 + 2 ≥ 0 𝑦 𝑥 − 3 ≥ 0 (𝐁) ⟺ 𝑥 ≥ −2 𝑦 𝑥 ≥ 3 ⟺ 𝑥 ∈ [−2; +∞) ∩ [3; +∞) = [3; +∞) Luego, el conjunto solución para (B) son los valores de 𝑥 ∈ [3; +∞). 𝐒𝐨𝐥𝑩 = [3; +∞) El conjunto solución de (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 3) ≥ 0 es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 ∪ 𝐒𝐨𝐥𝑩 = (−∞; −𝟐] ∪ [𝟑; +∞) Finalmente, 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) ⇔ 𝑥 ∈ (−∞; −𝟐] ∪ [𝟑; +∞) _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 4 Ejercicio 4 Siendo 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥3 − (𝑏 + 1)𝑥2 − 𝑎𝑥 − 𝑎, determinar los valores de 𝑎, 𝑏 ∈ 𝑅 para que se cumpla que 𝑓(0) = 1 y el punto 𝑃 = (−1, −2) pertenezca a la gráfica de 𝑓. Solución y comentarios Aplicamos las condiciones dadas: 𝑓(0) = 03 − (𝑏 + 1) ∙ 02 − 𝑎 ∙ 0 − 𝑎 = −𝑎 𝑓(0) = 1 ⇒ −𝑎 = 1 ⟺ 𝑎 = −1 Entonces 𝑓(𝑥) = −𝑥3 − (𝑏 + 1) ∙ 𝑥2 + 𝑥 + 1 Como el punto (−1; −2) pertenece al gráfico de f : 𝑓(−1) = −2 −(−1)3 − (𝑏 + 1) ∙ (−1)2 + (−1) + 1 = −2 1 − (𝑏 + 1) − 1 + 1 = −2 1 − 𝑏 − 1 = −2 𝑏 = 2 Finalmente, 𝑓(𝑥) = −𝑥3 − 3𝑥2 + 𝑥 + 1 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Primer Turno - Tema 4 Ejercicio 5 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑏 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 1 − 𝑏2𝑥 2𝑏𝑥 + 3 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 1/2. Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒃. Si la función 𝑓 tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 1/2 sabemos que para ese valor se anula el denominador: 2𝑏 ( 1 2 ) + 3 = 0 𝑏 + 3 = 0 𝑏 = −3 Entonces 𝑓(𝑥) = 1 − 9𝑥 −6𝑥 + 3 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → +∞ y cuando 𝑥 → −∞. lim 𝑥→+∞ 1 − 9𝑥 −6𝑥 + 3 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 ( 1 𝑥 − 9) 𝑥 (−6 + 3 𝑥) = lim 𝑥→+∞ ( 1 𝑥 − 9) (−6 + 3 𝑥) = −9 −6 = 3 2 lim 𝑥→−∞ 1 − 9𝑥 −6𝑥 + 3 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 ( 1 𝑥 − 9) 𝑥 (−6 + 3 𝑥) = lim 𝑥→−∞ ( 1 𝑥 − 9) (−6 + 3 𝑥) = −9 −6 = 3 2 Luego la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = 3 2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 1 Ejercicio 1 Encontrar analíticamente el punto medio entre los puntos 𝐴 = (2; 1) y 𝐵 = (−2; 3). Representar gráficamente los tres puntos. Solución Sea 𝑀 = (𝑥; 𝑦) las coordenadas del punto medio del segmento que une los puntos 𝐴 = (2; 1) y 𝐵 = (−2; 3). La abscisa del punto medio de un segmento es el promedio de las abscisas de sus extremos, en este caso el promedio de las abscisas de los puntos 𝐴 y 𝐵. Procediendo de manera similar se encuentra la ordenada del punto. 𝑥 = 2 + (−2) 2 = 0 𝑦 = 1 + 3 2 = 2 El punto medio es 𝑃 = (0; 2) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 1 Ejercicio 2 Hallar analíticamente los puntos de intersección entre las gráficas de las funciones 𝑓(𝑥) = 2(𝑥 − 3)2 − 8 y 𝑔(𝑥) = −2𝑥 − 2 Solución Para hallar el ó los valores de las abscisas de los puntos de intersección se buscan los valores de 𝑥 que cumplen: 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2(𝑥 − 3)2 − 8 = −2𝑥 − 2 2(𝑥2 + 2 ∙ (−3) ∙ 𝑥 + (−3)2) − 8 + 2𝑥 + 2 = 0 2(𝑥2 − 6𝑥 + 9) + 2𝑥 − 6 = 0 2𝑥2 − 12𝑥 + 18 + 2𝑥 − 6 = 0 2𝑥2 − 10𝑥 + 12 = 0 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0 Para resolver la última ecuación (cuadrática) usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −5 y 𝑐 = 6 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−5) ± √(−5)2 − 4 ∙ 1 ∙ 6 2 ∙ 1 = 5 ± √1 2 = 5 ± 1 2 entonces 𝑥1 = 3 𝑦 𝑥2 = 2 Existen dos puntos donde se cruzan las funciones que llamaremos 𝑃 y 𝑄. Uno de ellos tiene por abscisa 𝑥1 = 3. El valor de la ordenada 𝑦1 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦1 = −2(3) − 2 = −8 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 1 El otro punto tiene por abscisa 𝑥2 = 2. El valor de la ordenada 𝑦2 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦2 = −2(2) − 2 = −6 Por lo tanto los puntos donde se cruzan las funciones son: 𝑃 = (3; −8) 𝑦 𝑄 = (2; −6) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 1 Ejercicio 3 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑎 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 3 − 1 2 𝑥 2𝑎𝑥 − 4 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = −1 Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒂. Si la función f tiene una asíntota vertical en 𝑥 = −1 sabemos que para ese valor se anula el denominador: 2𝑎(−1) − 4 = 0 −2𝑎 − 4 = 0 𝑎 = −2 Entonces 𝑓(𝑥) = 3 − 1 2 𝑥 −4𝑥 − 4 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → −∞ y cuando 𝑥 → +∞. lim 𝑥→−∞ 3 − 1 2 𝑥 −4𝑥 − 4 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 ( 3 𝑥 − 1 2) 𝑥 (−4 − 4 𝑥) = lim 𝑥→−∞ ( 3 𝑥 − 1 2) (−4 − 4 𝑥) = − 1 2 −4 = 1 8 lim 𝑥→+∞ 3 − 1 2 𝑥 −4𝑥 − 4 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 ( 3 𝑥 − 1 2) 𝑥 (−4 − 4 𝑥) = lim 𝑥→+∞ ( 3 𝑥 − 1 2) (−4 − 4 𝑥) = − 1 2 −4 = 1 8 Luego la ecuaciónde la asíntota horizontal es 𝑦 = 1 8 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 1 Ejercicio 4 Resolver la inecuación: |3 − 2𝑥| > 5 y representar gráficamente la solución. Solución y comentarios Buscamos el conjunto 𝑺 = {𝒙 ∈ ℝ ∶ |3 − 2𝑥| > 5 } |3 − 2𝑥| > 5 ⟺ 3 − 2𝑥 > 5 ∨ 3 − 2𝑥 < −5 3 − 2𝑥 > 5 ⟺ −2𝑥 > 2 ⟺ −𝑥 > 1 ⟺ 𝑥 < −1 ⟺ 𝒙 ∈ (−∞; −𝟏) 3 − 2𝑥 < −5 ⟺ −2𝑥 < −8 ⟺ −𝑥 < −4 ⟺ 𝑥 > 4 ⟺ 𝒙 ∈ (𝟒; +∞) Luego 𝑺 = (−∞; −𝟏) ∪ (𝟒; +∞) Representación gráfica: __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 1 Ejercicio 5 Dadas las funciones 𝑓 y 𝑔 definidas por 𝑔(𝑥) = √2𝑥 y 𝑓(𝑥) = 9𝑥2 − 4 Encontrar la fórmula de 𝑔 ∘ 𝑓 y indicando su dominio. Solución y comentarios Primero vamos a hallar la fórmula de 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(9𝑥2 − 4) = √2(9𝑥2 − 4) La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida si 2(9𝑥2 − 4) ≥ 0 ⟺ (9𝑥2 − 4) ≥ 0 ⟺ 9𝑥2 ≥ 4 ⟺ 𝑥2 ≥ 4 9 ⟺ |𝑥| ≥ √ 4 9 = 2 3 ⟺ 𝑥 ≥ 2 3 ∨ 𝑥 ≤ − 2 3 Entonces, 𝐷𝑜𝑚 (𝑔 ∘ 𝑓) = (−∞; − 2 3 ] ∪ [ 2 3 ; +∞) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 1 Encontrar analíticamente el punto medio entre los puntos 𝐴 = (−1; 5) y 𝐵 = (−3; −1). Representar gráficamente los tres puntos. Solución y comentarios Sea 𝑀 = (𝑥; 𝑦) las coordenadas del punto medio del segmento que une los puntos 𝐴 = (−1; 5) y 𝐵 = (−3; −1). La abscisa del punto medio de un segmento es el promedio de las abscisas de sus extremos, en este caso el promedio de las abscisas de los puntos 𝐴 y 𝐵. Procediendo de manera similar se encuentra la ordenada del punto. 𝑥 = −1 + (−3) 2 = − 4 2 = −2 𝑦 = 5 + (−1) 2 = 2 El punto medio es 𝑃 = (−2; 2) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 2 Hallar analíticamente los puntos de intersección entre las gráficas de las funciones 𝑓(𝑥) = 2(𝑥 + 3)2 − 2 y 𝑔(𝑥) = −4𝑥 − 14 Solución y comentarios Para hallar el ó los valores de las abscisas de los puntos de intersección se buscan los valores de 𝑥 que cumplen: 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2(𝑥 + 3)2 − 2 = −4𝑥 − 14 2(𝑥2 + 2 ∙ 3 ∙ 𝑥 + (3)2) − 2 + 4𝑥 + 14 = 0 2(𝑥2 + 6𝑥 + 9) + 4𝑥 + 12 = 0 2𝑥2 + 12𝑥 + 18 + 4𝑥 + 12 = 0 2𝑥2 + 16𝑥 + 30 = 0 𝑥2 + 8𝑥 + 15 = 0 Para resolver la última ecuación (cuadrática) usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = 8 y 𝑐 = 15 𝑥2 + 8𝑥 + 15 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −8 ± √82 − 4 ∙ 1 ∙ 15 2 ∙ 1 = −8 ± √4 2 = −8 ± 2 2 entonces 𝑥1 = −5 𝑦 𝑥2 = −3 Existen dos puntos donde se cruzan las funciones que llamaremos 𝑄 y 𝑃. Uno de ellos tiene por abscisa 𝑥1 = −5. El valor de la ordenada 𝑦1 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦1 = −4(−5) − 14 = 6 El otro punto tiene por abscisa 𝑥2 = −3. El valor de la ordenada 𝑦2 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦2 = −4(−3) − 14 = −2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Por lo tanto los puntos donde se cruzan las funciones son: 𝑄 = (−5; 6) 𝑦 𝑃 = (−3; −2) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 3 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑎 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 3𝑥 + 1 5 − 2𝑎𝑥 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 5/4. Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒂. Si la función 𝑓 tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 5/4 sabemos que para ese valor se anula el denominador: 5 − 2𝑎(5/4) = 0 −𝑎 5 2 = −5 𝑎 = 2 Entonces 𝑓(𝑥) = 3𝑥 + 1 5 − 4𝑥 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → −∞ y cuando 𝑥 → +∞. lim 𝑥→−∞ 3𝑥 + 1 5 − 4𝑥 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 (3 + 1 𝑥 ) 𝑥 ( 5 𝑥 − 4) = lim 𝑥→−∞ (3 + 1 𝑥 ) ( 5 𝑥 − 4) = − 3 4 lim 𝑥→+∞ 3𝑥 + 1 5 − 4𝑥 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 (3 + 1 𝑥) 𝑥 ( 5 𝑥 − 4) = lim 𝑥→+∞ (3 + 1 𝑥) ( 5 𝑥 − 4) = − 3 4 Luego la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = − 3 4 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 4 Resolver la inecuación: |2 − 4𝑥| > 6 y representar gráficamente la solución. Solución y comentarios Buscamos el conjunto 𝑺 = {𝒙 ∈ ℝ ∶ |2 − 4𝑥| > 6 } |2 − 4𝑥| > 6 ⟺ 2 − 4𝑥 > 6 ∨ 2 − 4𝑥 < −6 2 − 4𝑥 > 6 ⟺ −4𝑥 > 4 ⟺ −𝑥 > 1 ⟺ 𝑥 < −1 ⟺ 𝒙 ∈ (−∞; −𝟏) 2 − 4𝑥 < −6 ⟺ −4𝑥 < −8 ⟺ −𝑥 < −2 ⟺ 𝑥 > 2 ⟺ 𝒙 ∈ (𝟐; +∞) Luego 𝑺 = (−∞; −𝟏) ∪ (𝟐; +∞) Representación gráfica: __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 5 Dadas las funciones f y g definidas por: 𝑔(𝑥) = √3𝑥 y 𝑓(𝑥) = 4𝑥2 − 9, encontrar la fórmula de (𝑔 ∘ 𝑓) indicando su dominio. Solución y comentarios Primero vamos a hallar la fórmula de 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(9𝑥2 − 4) = √3(4𝑥2 − 9) La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida si 3(4𝑥2 − 9) ≥ 0 ⟺ (4𝑥2 − 9) ≥ 0 ⟺ 4𝑥2 ≥ 9 ⟺ 𝑥2 ≥ 9 4 ⟺ |𝑥| ≥ √ 9 4 = 3 2 ⟺ 𝑥 ≥ 3 2 ∨ 𝑥 ≤ − 3 2 Entonces, 𝐷𝑜𝑚 (𝑔 ∘ 𝑓) = (−∞; − 3 2 ] ∪ [ 3 2 ; +∞) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 3 Ejercicio 1 Resolver la inecuación: |3 − 2𝑥| > 5 y representar gráficamente la solución. Solución y comentarios Buscamos el conjunto 𝑺 = {𝒙 ∈ ℝ ∶ |3 − 2𝑥| > 5 } |3 − 2𝑥| > 5 ⟺ 3 − 2𝑥 > 5 ∨ 3 − 2𝑥 < −5 3 − 2𝑥 > 5 ⟺ −2𝑥 > 2 ⟺ −𝑥 > 1 ⟺ 𝑥 < −1 ⟺ 𝒙 ∈ (−∞; −𝟏) 3 − 2𝑥 < −5 ⟺ −2𝑥 < −8 ⟺ −𝑥 < −4 ⟺ 𝑥 > 4 ⟺ 𝒙 ∈ (𝟒; +∞) Luego 𝑺 = (−∞; −𝟏) ∪ (𝟒; +∞) Representación gráfica: __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 3 Ejercicio 2 Dadas las funciones 𝑓 y 𝑔 definidas por 𝑔(𝑥) = √2𝑥 y 𝑓(𝑥) = 9𝑥2 − 4 Encontrar la fórmula de 𝑔 ∘ 𝑓 y indicando su dominio. Solución y comentarios Primero vamos a hallar la fórmula de 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(9𝑥2 − 4) = √2(9𝑥2 − 4) La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida si 2(9𝑥2 − 4) ≥ 0 ⟺ (9𝑥2 − 4) ≥ 0 ⟺ 9𝑥2 ≥ 4 ⟺ 𝑥2 ≥ 4 9 ⟺ |𝑥| ≥ √ 4 9 = 2 3 ⟺ 𝑥 ≥ 2 3 ∨ 𝑥 ≤ − 2 3 Entonces, 𝐷𝑜𝑚 (𝑔 ∘ 𝑓) = (−∞; − 2 3 ] ∪ [ 2 3 ; +∞) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 3 Ejercicio 3 Encontrar analíticamente el punto medio entre los puntos 𝐴 = (2; 1) y 𝐵 = (−2; 3). Representar gráficamente los tres puntos. Solución y comentarios Sea 𝑀 = (𝑥; 𝑦) las coordenadas del punto medio del segmento que une los puntos 𝐴 = (2; 1) y 𝐵 = (−2; 3). La abscisa del punto medio de un segmento es el promedio de las abscisas de sus extremos, en este caso el promedio de las abscisas de los puntos 𝐴 y 𝐵. Procediendo de manera similar se encuentra la ordenada del punto. 𝑥 = 2 + (−2) 2 = 0 𝑦 = 1 + 3 2 = 2 El punto medio es 𝑃 = (0; 2) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 3 Ejercicio 4 Hallar analíticamente los puntos de intersección entre las gráficas de las funciones 𝑓(𝑥) = 2(𝑥 − 3)2 − 8 y 𝑔(𝑥) = −2𝑥 − 2 Solución y comentarios Para hallar el ó los valores de las abscisas de los puntos de intersección se buscan los valores de 𝑥 que cumplen: 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2(𝑥 − 3)2 − 8 = −2𝑥 − 2 2(𝑥2 + 2 ∙ (−3) ∙ 𝑥 + (−3)2) − 8 + 2𝑥 + 2 = 0 2(𝑥2 − 6𝑥 + 9) + 2𝑥 − 6 = 0 2𝑥2 − 12𝑥 + 18 + 2𝑥 − 6 = 0 2𝑥2 − 10𝑥 + 12 = 0 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0 Para resolver la última ecuación (cuadrática) usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −5 y 𝑐 = 6 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−5) ± √(−5)2 − 4 ∙ 1 ∙ 6 2 ∙ 1 = 5 ± √1 2 = 5 ± 1 2 entonces 𝑥1 = 3 𝑦 𝑥2 = 2 Existen dos puntos donde se cruzan las funciones que llamaremos 𝑃 y 𝑄. Uno de ellos tiene por abscisa 𝑥1 = 3. El valor de la ordenada 𝑦1 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦1 = −2(3) − 2 = −8 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 3 El otro punto tiene por abscisa 𝑥2= 2. El valor de la ordenada 𝑦2 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦2 = −2(2) − 2 = −6 Por lo tanto los puntos donde se cruzan las funciones son: 𝑃 = (3; −8) 𝑦 𝑄 = (2; −6) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 3 Ejercicio 5 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑎 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 3 − 1 2 𝑥 2𝑎𝑥 − 4 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = −1 Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒂. Si la función f tiene una asíntota vertical en 𝑥 = −1 sabemos que para ese valor se anula el denominador: 2𝑎(−1) − 4 = 0 −2𝑎 − 4 = 0 𝑎 = −2 Entonces 𝑓(𝑥) = 3 − 1 2 𝑥 −4𝑥 − 4 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → −∞ y cuando 𝑥 → +∞. lim 𝑥→−∞ 3 − 1 2 𝑥 −4𝑥 − 4 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 ( 3 𝑥 − 1 2) 𝑥 (−4 − 4 𝑥) = lim 𝑥→−∞ ( 3 𝑥 − 1 2) (−4 − 4 𝑥) = − 1 2 −4 = 1 8 lim 𝑥→+∞ 3 − 1 2 𝑥 −4𝑥 − 4 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 ( 3 𝑥 − 1 2) 𝑥 (−4 − 4 𝑥) = lim 𝑥→+∞ ( 3 𝑥 − 1 2) (−4 − 4 𝑥) = − 1 2 −4 = 1 8 Luego la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = 1 8 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 4 Ejercicio 1 Resolver la inecuación: |2 − 4𝑥| > 6 y representar gráficamente la solución. Solución y comentarios Buscamos el conjunto 𝑺 = {𝒙 ∈ ℝ ∶ |2 − 4𝑥| > 6 } |2 − 4𝑥| > 6 ⟺ 2 − 4𝑥 > 6 ∨ 2 − 4𝑥 < −6 2 − 4𝑥 > 6 ⟺ −4𝑥 > 4 ⟺ −𝑥 > 1 ⟺ 𝑥 < −1 ⟺ 𝒙 ∈ (−∞; −𝟏) 2 − 4𝑥 < −6 ⟺ −4𝑥 < −8 ⟺ −𝑥 < −2 ⟺ 𝑥 > 2 ⟺ 𝒙 ∈ (𝟐; +∞) Luego 𝑺 = (−∞; −𝟏) ∪ (𝟐; +∞) Representación gráfica: __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 4 Ejercicio 2 Dadas las funciones f y g definidas por: 𝑔(𝑥) = √3𝑥 y 𝑓(𝑥) = 4𝑥2 − 9, encontrar la fórmula de (𝑔 ∘ 𝑓) indicando su dominio. Solución y comentarios Primero vamos a hallar la fórmula de 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(9𝑥2 − 4) = √3(4𝑥2 − 9) La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida si 3(4𝑥2 − 9) ≥ 0 ⟺ (4𝑥2 − 9) ≥ 0 ⟺ 4𝑥2 ≥ 9 ⟺ 𝑥2 ≥ 9 4 ⟺ |𝑥| ≥ √ 9 4 = 3 2 ⟺ 𝑥 ≥ 3 2 ∨ 𝑥 ≤ − 3 2 Entonces, 𝐷𝑜𝑚 (𝑔 ∘ 𝑓) = (−∞; − 3 2 ] ∪ [ 3 2 ; +∞) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 3 Encontrar analíticamente el punto medio entre los puntos 𝐴 = (−1; 5) y 𝐵 = (−3; −1). Representar gráficamente los tres puntos. Solución y comentarios Sea 𝑀 = (𝑥; 𝑦) las coordenadas del punto medio del segmento que une los puntos 𝐴 = (−1; 5) y 𝐵 = (−3; −1). La abscisa del punto medio de un segmento es el promedio de las abscisas de sus extremos, en este caso el promedio de las abscisas de los puntos 𝐴 y 𝐵. Procediendo de manera similar se encuentra la ordenada del punto. 𝑥 = −1 + (−3) 2 = − 4 2 = −2 𝑦 = 5 + (−1) 2 = 2 El punto medio es 𝑃 = (−2; 2) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 4 Hallar analíticamente los puntos de intersección entre las gráficas de las funciones 𝑓(𝑥) = 2(𝑥 + 3)2 − 2 y 𝑔(𝑥) = −4𝑥 − 14 Solución y comentarios Para hallar el ó los valores de las abscisas de los puntos de intersección se buscan los valores de 𝑥 que cumplen: 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) 2(𝑥 + 3)2 − 2 = −4𝑥 − 14 2(𝑥2 + 2 ∙ 3 ∙ 𝑥 + (3)2) − 2 + 4𝑥 + 14 = 0 2(𝑥2 + 6𝑥 + 9) + 4𝑥 + 12 = 0 2𝑥2 + 12𝑥 + 18 + 4𝑥 + 12 = 0 2𝑥2 + 16𝑥 + 30 = 0 𝑥2 + 8𝑥 + 15 = 0 Para resolver la última ecuación (cuadrática) usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = 8 y 𝑐 = 15 𝑥2 + 8𝑥 + 15 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −8 ± √82 − 4 ∙ 1 ∙ 15 2 ∙ 1 = −8 ± √4 2 = −8 ± 2 2 entonces 𝑥1 = −5 𝑦 𝑥2 = −3 Existen dos puntos donde se cruzan las funciones que llamaremos 𝑄 y 𝑃. Uno de ellos tiene por abscisa 𝑥1 = −5. El valor de la ordenada 𝑦1 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: 𝑦1 = −4(−5) − 14 = 6 El otro punto tiene por abscisa 𝑥2 = −3. El valor de la ordenada 𝑦2 lo hallamos reemplazando dicho valor en cualquiera de las dos funciones: __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 𝑦2 = −4(−3) − 14 = −2 Por lo tanto los puntos donde se cruzan las funcionesson: 𝑄 = (−5; 6) 𝑦 𝑃 = (−3; −2) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Segundo Turno - Tema 2 Ejercicio 5 Hallar, si existe, la ecuación de la asíntota horizontal (hallando previamente el valor de 𝑎 ∈ 𝑅), de la función 𝑓(𝑥) = 3𝑥 + 1 5 − 2𝑎𝑥 sabiendo que tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 5/4. Solución y comentarios En primer lugar hallaremos el valor de 𝒂. Si la función 𝑓 tiene una asíntota vertical en 𝑥 = 5/4 sabemos que para ese valor se anula el denominador: 5 − 2𝑎(5/4) = 0 −𝑎 5 2 = −5 𝑎 = 2 Entonces 𝑓(𝑥) = 3𝑥 + 1 5 − 4𝑥 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → −∞ y cuando 𝑥 → +∞. lim 𝑥→−∞ 3𝑥 + 1 5 − 4𝑥 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 (3 + 1 𝑥 ) 𝑥 ( 5 𝑥 − 4) = lim 𝑥→−∞ (3 + 1 𝑥 ) ( 5 𝑥 − 4) = − 3 4 lim 𝑥→+∞ 3𝑥 + 1 5 − 4𝑥 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 (3 + 1 𝑥) 𝑥 ( 5 𝑥 − 4) = lim 𝑥→+∞ (3 + 1 𝑥) ( 5 𝑥 − 4) = − 3 4 Luego la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = − 3 4 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 1 Ejercicio 1 Dada 𝑓(𝑥) = 3𝑥 + 7 y sabiendo que 𝑓(𝑎 − 2) = 5. ¿Cuál es el valor de 𝑎? Solución Aplicamos la condición dada: 𝑓(𝑎 − 2) = 5 ⟺ 3(𝑎 − 2) + 7 = 5 ⟺ 3𝑎 − 6 + 7 = 5 ⟺ 3𝑎 + 1 = 5 ⟺ 3𝑎 = 4 ⟺ 𝑎 = 4 3 El valor buscado es: 𝑎 = 4 3 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 1 Ejercicio 2 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 2 y 𝑔(𝑥) = 2𝑥 + 1, determinar analíticamente el conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑅 tal que: 𝑓(𝑥) ≤ 𝑔(𝑥)} Solución Para hallar el conjunto 𝐴 lo que debemos hacer es armar la inecuación que resulta de la condición dada para el conjunto. 𝑓(𝑥) ≤ 𝑔(𝑥) 𝑥2 − 2 ≤ 2𝑥 + 1 𝑥2 − 2 − 2𝑥 − 1 ≤ 0 𝑥2 − 2𝑥 − 3 ≤ 0 Para resolver la última inecuación trabajamos con la función cuadrática asociada a ella. Sea ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 2𝑥 − 3 la función cuadrática asociada. Analizaremos cuales son los valores para los cuales esta función se anula, para luego poder analizar los conjuntos de positividad y negatividad de ℎ. Para hallar los ceros (o raíces) de ℎ usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −2 y 𝑐 = −3 𝑥2 − 2𝑥 − 3 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−2) ± √(−2)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−3) 2 ∙ 1 = 2 ± √4 + 12 2 = 2 ± 4 2 entonces 𝑥 = 3 ó 𝑥 = −1 son las raíces de ℎ. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 1 Por lo tanto podemos escribir ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 − 6 = (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 − (−1)) = (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 + 1) Ahora retomamos la resolución de nuestro problema original: hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales 𝑥2 − 2𝑥 − 3 ≤ 0 que es equivalente a hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 + 1) ≤ 0 El producto de los monomios es menor o igual a cero si: Primer caso: 𝑥 − 3 ≤ 0 𝑦 𝑥 + 1 ≥ 0 (𝐀) ⟺ 𝑥 ≤ 3 𝑦 𝑥 ≥ −1 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞; 3] ∩ [−1; +∞) = [−1; 3] Luego, el conjunto solución para el caso (A) es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 = [−1; 3] Segundo caso 𝑥 − 3 ≥ 0 𝑦 𝑥 + 1 ≤ 0 (𝐁) ⟺ 𝑥 ≥ 3 𝑦 𝑥 ≤ −1 ⟺ 𝑥 ∈ [3; +∞) ∩ (−∞; −1] = ∅ Luego, el conjunto solución para el caso (B) es: 𝐒𝐨𝐥𝑩 = ∅ El conjunto solución de (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 + 1) ≤ 0 es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 ∪ 𝐒𝐨𝐥𝑩 = [−1; 3] ∪ ∅ = [−1; 3] Finalmente, 𝑓(𝑥) ≤ 𝑔(𝑥) ⇔ 𝑥 ∈ [−1; 3] __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 1 Ejercicio 3 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 2 3𝑎 − 𝑥 𝑦 𝑔(𝑥) = 1 𝑥 hallar el valor de 𝑎 ∈ ℝ para que ℎ(−1) = 2 siendo ℎ(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) Solución y comentarios Primero vamos a hallar la forma explícita de la función ℎ: ℎ (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔 ( 2 3𝑎 − 𝑥 ) = 1 2 3𝑎 − 𝑥 = 1: 2 3𝑎 − 𝑥 = 3𝑎 − 𝑥 2 Aplicamos la condición dada: ℎ(−1) = 2 3 ∙ 𝑎 − (−1) 2 = 2 3 ∙ 𝑎 + 1 2 = 2 3𝑎 + 1 = 4 3𝑎 = 3 𝑎 = 1 El valor buscado es: 𝑎 = 1 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 1 Ejercicio 4 Hallar, si existe, la asíntota horizontal de la función 𝑓(𝑥) = 𝑥 2𝑥 − 1 − 3 Solución y comentarios Modificamos la expresión algebraica de 𝑓: 𝑓(𝑥) = 𝑥 2𝑥 − 1 − 3 = 𝑥 − 3(2𝑥 − 1) 2𝑥 − 1 = 𝑥 − 6𝑥 + 3 2𝑥 − 1 = −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 Entonces 𝑓(𝑥) = −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 Parahallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → +∞ y cuando 𝑥 → −∞. lim 𝑥→+∞ −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 (−5 + 3 𝑥) 𝑥 (2 − 1 𝑥) = lim 𝑥→+∞ (−5 + 3 𝑥) (2 − 1 𝑥) = − 5 2 lim 𝑥→−∞ −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 (−5 + 3 𝑥 ) 𝑥 (2 − 1 𝑥) = lim 𝑥→−∞ (−5 + 3 𝑥 ) (2 − 1 𝑥) = − 5 2 Luego, la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = − 5 2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 1 Ejercicio 5 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 3 2𝑥 − 1 𝑦 𝑔(𝑥) = √𝑥 + 1 hallar 𝑔 ∘ 𝑓 y 𝑓 ∘ 𝑔. Solución y comentarios Vamos a hallar 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓 )(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔 ( 𝑥 + 3 2𝑥 − 1 ) = √ 𝑥 + 3 2𝑥 − 1 + 1 = √ 𝑥 + 3 + 2𝑥 − 1 2𝑥 − 1 = √ 3𝑥 + 2 2𝑥 − 1 La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida sí y solo sí (3𝑥 + 2) (2𝑥 − 1)⁄ ≥ 0 Vamos a hallar 𝑓 ∘ 𝑔: (𝑓 ∘ 𝑔) (𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑓(√𝑥 + 1) = √𝑥 + 1 + 3 2√𝑥 + 1 − 1 La función 𝑓 ∘ 𝑔 está bien definida sí y solo sí 𝑥 + 1 ≥ 0 y 2√𝑥 + 1 − 1 ≠ 0. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 2 Ejercicio 1 Dada 𝑓(𝑥) = 5𝑥 + 3 y sabiendo que 𝑓(𝑎 − 1) = 7. ¿Cuál es el valor de 𝑎? Solución y comentarios Aplicamos la condición dada: 𝑓(𝑎 − 1) = 7 ⟺ 5(𝑎 − 1) + 3 = 7 ⟺ 5𝑎 − 5 + 3 = 7 ⟺ 5𝑎 − 2 = 7 ⟺ 5𝑎 = 9 ⟺ 𝑎 = 9 5 El valor buscado es: 𝑎 = 9 5 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 2 Ejercicio 2 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 2𝑥 − 1 y 𝑔(𝑥) = −𝑥 + 3, determinar analíticamente el conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑅 tal que: 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥)} Solución y comentarios Para hallar el conjunto 𝐴 lo que debemos hacer es armar la inecuación que resulta de la condición dada para el conjunto. 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) 𝑥2 + 2𝑥 − 1 ≥ −𝑥 + 3 𝑥2 + 2𝑥 − 1 + 𝑥 − 3 ≥ 0 𝑥2 + 3𝑥 − 4 ≥ 0 Para resolver la última inecuación podemos trabajar con la función cuadrática asociada a ella. Sea ℎ(𝑥) = 𝑥2 + 3𝑥 − 4 la función cuadrática asociada. Analizaremos cuales son los valores para los cuales esta función se anula, para luego poder analizar los conjuntos de positividad y negatividad de ℎ. Para hallar los ceros (o raíces) de ℎ usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = 3 y 𝑐 = −4 𝑥2 + 3𝑥 − 4 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −3 ± √32 − 4 ∙ 1 ∙ (−4) 2 ∙ 1 = −3 ± √9 + 16 2 = −3 ± 5 2 entonces 𝑥 = −4 ó 𝑥 = 1 son las raíces de ℎ. Por lo tanto podemos escribir ℎ(𝑥) = 𝑥2 + 3𝑥 − 4 = (𝑥 − (−4)) ∙ (𝑥 − 1) = (𝑥 + 4) ∙ (𝑥 − 1) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 2 Ahora retomamos la resolución de nuestro problema original: hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales 𝑥2 + 3𝑥 − 4 ≥ 0 que es equivalente a hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales (𝑥 + 4) ∙ (𝑥 − 1) ≥ 0 El producto de los monomios es mayor o igual a cero si: Primer caso: 𝑥 + 4 ≤ 0 𝑦 𝑥 − 1 ≤ 0 (𝐀) ⟺ 𝑥 ≤ −4 𝑦 𝑥 ≤ 1 ⟺ 𝑥 ∈ (−∞; −4] ∩ (−∞; 1] Luego, el conjunto solución para el caso (A) es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 = (−∞; −4] Segundo caso 𝑥 + 4 ≥ 0 𝑦 𝑥 − 1 ≥ 0 (𝐁) ⟺ 𝑥 ≥ −4 𝑦 𝑥 ≥ 1 ⟺ 𝑥 ∈ [−4; +∞) ∩ [1; +∞) = [1; +∞) Luego, el conjunto solución para el caso (B) es: 𝐒𝐨𝐥𝑩 = [1; +∞) El conjunto solución de (𝑥 + 4) ∙ (𝑥 − 1) ≥ 0 es: 𝐒𝐨𝐥𝑨 ∪ 𝐒𝐨𝐥𝑩 = (−∞; −4] ∪ [1; +∞) Finalmente, 𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) ⇔ 𝑥 ∈ (−∞; −4] ∪ [1; +∞) __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 2 Ejercicio 3 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑏𝑥 3 − 𝑥 𝑦 𝑔(𝑥) = 1 2𝑥 hallar el valor de 𝑏 ∈ ℝ para que ℎ(−2) = 1/2 siendo ℎ(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) Solución y comentarios Primero vamos a hallar la forma explícita de la función ℎ: ℎ (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔 ( 𝑏𝑥 3 − 𝑥 ) = 1 2 ( 𝑏𝑥 3 − 𝑥) = 1: 2𝑏𝑥 3 − 𝑥 = 3 − 𝑥 2𝑏𝑥 Para que la función ℎ esté bien definida, 𝑥 ≠ 0 y 𝑏 ≠ 0 Aplicamos la condición dada: ℎ(−2) = 1 2 3 − (−2) 2𝑏(−2) = 1 2 5 −4𝑏 = 1 2 − 4 5 𝑏 = 2 𝑏 = 2: − 4 5 𝑏 = − 5 2 El valor buscado es: 𝑏 = − 5 2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 2 Ejercicio 4 Hallar, si existe, la asíntota horizontal de la función 𝑓(𝑥) = 𝑥 3𝑥 + 1 − 5 Solución y comentarios Modificamos la expresiónalgebraica de la función 𝑓: 𝑓(𝑥) = 𝑥 3𝑥 + 1 − 5 = 𝑥 − 5 ∙ (3𝑥 + 1) 3𝑥 + 1 = 𝑥 − 15𝑥 − 5 3𝑥 + 1 = −14𝑥 − 5 3𝑥 + 1 Entonces 𝑓(𝑥) = −14𝑥 − 5 3𝑥 + 1 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → +∞ y cuando 𝑥 → −∞. lim 𝑥→+∞ −14𝑥 − 5 3𝑥 + 1 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 (−14 − 5 𝑥) 𝑥 (3 + 1 𝑥) = lim 𝑥→+∞ (−14 − 5 𝑥) (3 + 1 𝑥) = − 14 3 lim 𝑥→−∞ −14𝑥 − 5 3𝑥 + 1 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 (−14 − 5 𝑥 ) 𝑥 (3 + 1 𝑥) = lim 𝑥→−∞ (−14 − 5 𝑥 ) (3 + 1 𝑥) = − 14 3 Luego, la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = − 14 3 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 6 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 2 Ejercicio 5 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 5 − 3𝑥 𝑦 𝑔(𝑥) = √𝑥2 + 1 hallar 𝑔 ∘ 𝑓 y 𝑓 ∘ 𝑔. Solución y comentarios Vamos a hallar 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔(5 − 3𝑥) = √(5 − 3𝑥)2 + 1 = √25 − 30𝑥 + 9𝑥2 + 1 (𝑔 ∘ 𝑓) (𝑥) = √26 − 30𝑥 + 9𝑥2 La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida en el conjunto de los números reales. Vamos a hallar 𝑓 ∘ 𝑔: (𝑓 ∘ 𝑔 )(𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑓 (√𝑥2 + 1) = 5 − 3√𝑥2 + 1 La función 𝑓 ∘ 𝑔 está bien definida en el conjunto de los números reales. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 1 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 3 Ejercicio 1 Hallar, si existe, la asíntota horizontal de la función 𝑓(𝑥) = 𝑥 2𝑥 − 1 − 3 Solución y comentarios Modificamos la expresión algebraica de 𝑓: 𝑓(𝑥) = 𝑥 2𝑥 − 1 − 3 = 𝑥 − 3(2𝑥 − 1) 2𝑥 − 1 = 𝑥 − 6𝑥 + 3 2𝑥 − 1 = −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 Entonces 𝑓(𝑥) = −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 Para hallar la asíntota horizontal vemos si existe límite finito de la función cuando 𝑥 → +∞ y cuando 𝑥 → −∞. lim 𝑥→+∞ −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 = lim 𝑥→+∞ 𝑥 (−5 + 3 𝑥) 𝑥 (2 − 1 𝑥) = lim 𝑥→+∞ (−5 + 3 𝑥) (2 − 1 𝑥) = − 5 2 lim 𝑥→−∞ −5𝑥 + 3 2𝑥 − 1 = lim 𝑥→−∞ 𝑥 (−5 + 3 𝑥) 𝑥 (2 − 1 𝑥) = lim 𝑥→−∞ (−5 + 3 𝑥) (2 − 1 𝑥) = − 5 2 Luego, la ecuación de la asíntota horizontal es 𝑦 = − 5 2 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 2 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 3 Ejercicio 2 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥 + 3 2𝑥 − 1 𝑦 𝑔(𝑥) = √𝑥 + 1 hallar 𝑔 ∘ 𝑓 y 𝑓 ∘ 𝑔. Solución y comentarios Vamos a hallar 𝑔 ∘ 𝑓: (𝑔 ∘ 𝑓 )(𝑥) = 𝑔(𝑓(𝑥)) = 𝑔 ( 𝑥 + 3 2𝑥 − 1 ) = √ 𝑥 + 3 2𝑥 − 1 + 1 = √ 𝑥 + 3 + 2𝑥 − 1 2𝑥 − 1 = √ 3𝑥 + 2 2𝑥 − 1 La función 𝑔 ∘ 𝑓 está bien definida sí y solo sí (3𝑥 + 2) (2𝑥 − 1)⁄ ≥ 0 Vamos a hallar 𝑓 ∘ 𝑔: (𝑓 ∘ 𝑔) (𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑓(√𝑥 + 1) = √𝑥 + 1 + 3 2√𝑥 + 1 − 1 La función 𝑓 ∘ 𝑔 está bien definida sí y solo sí 𝑥 + 1 ≥ 0 y 2√𝑥 + 1 − 1 ≠ 0. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 3 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 3 Ejercicio 3 Dada 𝑓(𝑥) = 3𝑥 + 7 y sabiendo que 𝑓(𝑎 − 2) = 5. ¿Cuál es el valor de 𝑎? Solución y comentarios Aplicamos la condición dada: 𝑓(𝑎 − 2) = 5 ⟺ 3(𝑎 − 2) + 7 = 5 ⟺ 3𝑎 − 6 + 7 = 5 ⟺ 3𝑎 + 1 = 5 ⟺ 3𝑎 = 4 ⟺ 𝑎 = 4 3 El valor buscado es: 𝑎 = 4 3 __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 4 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 3 Ejercicio 4 Dadas las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 2 y 𝑔(𝑥) = 2𝑥 + 1, determinar analíticamente el conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑅 tal que: 𝑓(𝑥) ≤ 𝑔(𝑥)} Solución y comentarios Para hallar el conjunto 𝐴 lo que debemos hacer es armar la inecuación que resulta de la condición dada para el conjunto. 𝑓(𝑥) ≤ 𝑔(𝑥) 𝑥2 − 2 ≤ 2𝑥 + 1 𝑥2 − 2 − 2𝑥 − 1 ≤ 0 𝑥2 − 2𝑥 − 3 ≤ 0 Para resolver la última inecuación trabajamos con la función cuadrática asociada a ella. Sea ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 2𝑥 − 3 la función cuadrática asociada. Analizaremos cuales son los valores para los cuales esta función se anula, para luego poder analizar los conjuntos de positividad y negatividad de ℎ. Para hallar los ceros (o raíces) de ℎ usamos la fórmula 𝑥1,2 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 siendo 𝑎 = 1, 𝑏 = −2 y 𝑐 = −3 𝑥2 − 2𝑥 − 3 = 0 ⇔ 𝑥1,2 = −(−2) ± √(−2)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−3) 2 ∙ 1 = 2 ± √4 + 12 2 = 2 ± 4 2 entonces 𝑥 = 3 ó 𝑥 = −1 son las raíces de ℎ. __________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Material de uso exclusivamente didáctico 5 MATEMÁTICA RESPUESTAS AL PRIMER PARCIAL Primer Cuatrimestre 2016 - Tercer Turno - Tema 3 Por lo tanto podemos escribir ℎ(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 − 6 = (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 − (−1)) = (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 + 1) Ahora retomamos la resolución de nuestro problema original: hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales 𝑥2 − 2𝑥 − 3 ≤ 0 que es equivalente a hallar los valores de 𝑥 ∈ 𝑅 para los cuales (𝑥 − 3) ∙ (𝑥 + 1) ≤ 0 El producto de los monomios es menor o igual
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