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170 Capítulo 3 Gráficas y funciones Resolución de problemas 49. Distancia Usando la fórmula de distancia distancia velocidad tiempo, o d = vt dibuja una gráfica de distancia contra tiempo para una velo- cidad constante de 30 millas por hora. 50. Interés simple Usando la fórmula de interés simple interés = capital tasa de interés tiempo, o i prt realiza una gráfica de interés contra tiempo para un capital de $1000 y una tasa de interés de 3%. 51. Ganancias de bicicletas Las ganancias de una fábrica de bici- cletas pueden aproximarse por la función p(x) = 60x – 80,000, donde x es el número de bicicletas producidas y vendidas. a) Realiza una gráfica de ganancia contra el número de bici- cletas vendidas (hasta 5000 bicicletas). b) Estima el número de bicicletas que debe vender la com- pañía para cubrir los gastos. c) Estima el número de bicicletas que debe vender la com- pañía para tener una ganancia de $150,000. 52. Costo para operar un taxi A Raúl Lopez le cuesta operar un taxi $75 con 15¢ por milla, semanalmente. a) Escribe una función que exprese el costo semanal de Raúl, c, en términos del número de millas, m. b) Realiza una gráfica que ilustre el costo semanal contra el nú- mero de millas, hasta las 200 millas recorridas por semana. c) Si durante una semana, Raúl manejó el taxi 150 millas, ¿cuál fue el costo? d) ¿Cuántas millas debería manejar Raúl para que el costo semanal fuera de $135? 53. Salario más comisión El salario semanal de Jayne Haydack en Charter Network es de $500 más 15% por comisión en sus ventas semanales. a) Escribe una función que exprese el salario semanal de Jayne, s, en términos de sus ventas semanales, x. b) Realiza una gráfica del salario de Jayne contra sus ventas semanales, hasta $5000 en ventas. c) ¿Cuál será el salario semanal de Jayne si sus ventas fue- ron de $3000? d) Si el salario de Jayne esta semana fue de $1100, ¿de cuán- to fueron sus ventas semanales? 54. Salario más comisión Cristina Miller, una agente de bienes raíces, gana $100 semanales más 3% de comisión por cada propiedad que vende. a) Escribe una función que exprese su salario semanal, s, en términos de sus ventas, x. b) Realiza una gráfica de su salario contra sus ventas sema- nales hasta los $100,000. c) Si Cristina vende una casa a la semana por $75,000, ¿cuál será su salario semanal? Ejercicios de conceptos y escritura 55. El peso de las niñas La siguiente gráfica muestra el peso, en kilogramos, de niñas (de hasta 36 meses de edad) contra al- tura (o largo), en centímetros. La línea del centro es el peso promedio para todas las niñas de la altura dada, y las líneas delgadas representan los límites mayor y menor en el rango normal. Crecimiento de niñas de: 0 a 36 meses P es o (k ilo gr am os ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Altura (centímetros) 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 Fuente: Centro Nacional de Estadísticas de Salud a) Explica por qué la línea roja representa una función. b) ¿Cuál es la variable independiente? ¿Cuál es la variable dependiente? c) ¿La gráfica de peso contra altura es aproximadamente lineal? d) ¿Cuál es el peso en kilogramos de las niñas que en pro- medio miden 85 centímetros de altura? e) ¿Cuál es la altura promedio en centímetros de las niñas que en promedio pesan 7 kilogramos? f) ¿Qué peso se considera normal para una niña que mide 95 centímetros de altura? g) ¿Qué le pasa al rango normal cuando la altura incremen- ta? ¿Es lo que esperarías que pasara? Explica. © M or ga n La ne P ho to gr ap hy /S hu tte rs to ck Sección 3.3 Funciones lineales: gráficas y aplicaciones 171 y = 3 5 x - 1 2 -4x - 3.2y = 8 5x - 2y = 7�y = 2 (x + 3.2) 4{2 - 3[(1 - 4) - 5]} - 8. 1 3 y - 3y = 6(y + 2). ƒx - �a ƒ = �b ƒx - �a ƒ 6 �b ƒx - �a ƒ 7 �b ƒx - 4 ƒ = ƒ2x - 2 ƒ . 56. Interés compuesto La siguiente gráfica muestra el efecto del interés compuesto. Crecimiento exponencial ($100 invertidos con 7% de interés anual) D ól ar es 0 400 800 1200 1600 0 10 20 30 40 50 60 Años Crecimiento lineal ($10 al año guardados en la alcancía) Si un niño pone $10 cada año en una alcancía, el ahorro cre- cerá de manera lineal, como se muestra en la curva inferior. Si, al año 10 el niño invierte $100 con 7% de interés com- puesto anual, estos $100 crecerán de manera exponencial. a) Explica por qué ambas gráficas representan funciones. b) ¿Cuál es la variable independiente? ¿Cuál es la variable dependiente? c) Usando la curva de crecimiento lineal, determina cuánto tiempo tomaría ahorrar $600. d) Usando la curva de crecimiento exponencial, que co- mienza a los 10 años, ¿en cuánto tiempo después de que la cuenta se abrió la cantidad alcanzaría los $600? e) Comenzando en el año 20, ¿cuánto tiempo sería necesario, creciendo a una taza lineal, para que el dinero se duplique? f) Comenzando en el año 20, ¿cuánto tiempo sería necesa- rio, creciendo exponencialmente, para que el dinero se duplique? (El crecimiento exponencial se discutirá en el capítulo 9). 57. ¿Cuándo, si ocurre, las intersecciones con el eje x y con el eje y de una gráfica serán las mismas? Explica. 58. Escribe dos funciones lineales cuyas intersecciones con el eje x y con el eje y sean para ambas (0, 0). Explica. 59. Escribe una función cuya gráfica no intersecte con el eje x pero sí con el eje y en (0, 4). Explica. 60. Escribe una ecuación cuya gráfica no intersecte con el eje y pero sí con el eje x en 5. Explica. Problemas de desafío 61. Si las intersecciones con el eje x y con el eje y de una función lineal son 1 y 3, respectivamente, ¿cuáles serán sus nue- vas intersecciones si la gráfica se mueve (o traslada) 3 uni- dades más? 62. Si las intersecciones con el eje x y con el eje y de una ecua- ción lineal son 1 y 3, respectivamente, ¿cuáles serán sus nuevas intersecciones si la gráfica se mueve (o traslada) 4 unidades menos? Encuentra las intersecciones con x y y de la gráfica de cada ecuación utilizando tu calculadora graficadora. 63. 64. 65. 66. Actividad de grupo En los ejercicios 67 y 68, damos dos pares ordenados, localizados en una gráfica. a) Grafica los puntos y traza una línea que los una. b) Encuentra el cambio en y, o cambio vertical, entre los puntos. c) Encuentra el cambio en x, o cambio horizontal, entre los puntos. d) En- cuentra la relación entre el cambio vertical y el horizontal entre estos dos puntos. ¿Sabes lo que esta relación representa? (Lo discutiremos mas adelante en la sección 3.4). 67. (0, 2) y (4, 0) 68. (3, 5) y (1, 1) Ejercicios de repaso acumulados [1.4] 69. Evalúa [2.1] 70. Resuelve [2.6] En los ejercicios 71-73, a) explica el procedimiento para resolver la ecuación o desigualdad para x (asumiendo que b > 0), y b) resuelve la ecuación o desigualdad. 71. 72. 73. 74. Resuelve la ecuación 172 Capítulo 3 Gráficas y funciones 3.4 La forma pendiente-intersección de una ecuación lineal 1 Entender el desplazamiento de las gráficas. 2 Determinar la pendiente de una recta. 3 Reconocer la pendiente como una razón de cambio. 4 Escribir ecuaciones lineales en la forma pendiente-intersección. 5 Graficar ecuaciones lineales por medio de la pendiente y la intersec- ción en y. 6 Usar la forma pendiente- intersección para cons- truir modelos a partir de gráficas. 1 Entender el desplazamiento de las gráficas Considera las tres ecuaciones y 2x 3 y 2x y 2x 3 Observa las gráficas mostradas en las Figuras 3.43a y 3.43b. La gráfica y 2x se muestra en color azul en ambas figuras, e intersecta el eje y en el punto (0, 0). Observa que la gráfica y 2x 3 intersecta el eje y en el punto (0, 3) y en la gráfica y 2x 3 intersecta el eje y en el punto (0, 3). Observa incluso que las líneas son paralelas, esto es, las líneas no se intersectan. �5 �6 �3 �4 �2 5 6 4 3 1 5 64321�4�5�6�3 �2 �1 x y y = 2x � 3 intersecta el eje y en (0, 3) y = 2x � 3 intersecta el eje y en (0, �3) y � 2x y � 2x � 3 y � 2x � 3 �5 �6 �3 �2 5 6 4 3 1 2 5 64321�4�5�6 �3 �2 �1 x y y � 2x La gráfica y = 2x � 3 es la gráfica de y = 2x desplazada hacia arriba 3 unidades. La gráfica y = 2x � 3 es la gráfica de y = 2x desplazada hacia abajo 3 unidades. (b)(a) FiGura 3.43 Las gráficas y = 2x 3 y y = 2x 3 son idénticas a y 2x, excepto por la intersección en el eje y. Decimos que las gráficas y 2x 3 y y 2x 3 son desplazamientos verticales de la gráfica y = 2x. Después de ver las gráficas mostradas en la Figura 3.43, ¿podrías predecir cómo se vería la gráfica y = 2x 4? La gráfica y 2x 4 es paralela a y 2x e intersecta el eje y en el punto (0, 4). Decimos que la gráfica y 2x 4 es la gráfica y 2x desplazada o trasladada 4 unidades (ver Figura 3.44) �5 �6 �3 �4 �2 5 6 4 2 1 5 64321�4�5�6 �3 �2 �1 x y y = 2x � 4 intersecta el eje y en (0, 4) y � 2x y � 2x � 4 FiGura 3.44 Comprendiendo el álgebra En general, la gráfica y mx b será paralela a la gráfica y mx e intersectará el eje y en (0, b). Observa en las ecuaciones y 2x, y 2x 3, y 2x 3, y y = 2x 4 que el coefi- ciente de x es 2 y que las cuatro líneas son paralelas. Cuando las líneas son paralelas tienen la misma inclinación o pendiente. Sección 3.4 La forma pendiente-intersección de una ecuación lineal 173 2 Determinar la pendiente de una recta La pendiente de una recta es una medida de la inclinación de la recta. La pendiente de una recta es un concepto importante en muchas áreas de las matemáticas. Pendiente de una reta • La pendiente de una recta, m, es la razón de cambio vertical, o elevación, al cambio horizontal, o desplazamiento, entre dos puntos cualesquiera de la recta. • *La letra m se usa tradicionalmente para designar la pendiente. Se cree que la letra m proviene de la palabra francesa monter, que significa “subir”. Comprendiendo el álgebra La pendiente es descrita a me- nudo con la frase inclinación de una línea. Por lo tanto, la pendiente de la recta que atraviesa estos dos puntos es 2. Examinando la recta que conecta estos dos puntos, podemos observar que por cada movimiento de la grá- fica hacia arriba en 2 unidades, la gráfica se mueve hacia la derecha 1 unidad (Figura 3.46). Hemos determinado que la pendiente de la gráfica de y 2x es 2. Si tuvieras que calcular la pendiente de las otras dos rectas en la Figura 3.43 de la página 172, encontrarás que las gráficas de y 2x 3 y y 2x 3 también tienen una pendiente de 2. ¿Podrías estimar cuál es la pendiente de las gráficas de las ecuaciones y 3x 2, y 3x, y y 3x 2? La pendiente de estas tres rectas es 3. Ahora presentamos la fórmula para encontrar la pendiente de una recta que pasa por los dos puntos (x1, y1) y (x2, y2) en la recta. Observe la Figura 3.47. La elevación es la diferencia entre y2 y y1 y el desplazamiento es la diferencia entre x2 y x1. 5 7 6 4 3 2 1 5 64321�2 �1 y x Por encima 1 Arriba 2 y � 2x FiGura 3.46 Comprendiendo el álgebra En general, la pendiente de una ecuación de la forma y mx b es m. Punto 2 (x2, y2) Punto 1 (x1, y1) (x2, y1) Elevación, y2 � y1 x2x1 y2 y1 Desplazamiento, x2 � x1 y x FiGura 3.47 m* = pendiente = cambio vertical cambio horizontal = elevación desplazamiento m = pendiente = cambio vertical cambio horizontal = elevación desplazamiento = 4 2 = 2 5 7 6 4 3 2 1 5 64321�2 �1 y x (3, 6) (1, 2) (3, 2) Cambio horizontal o desplazamiento 3 � 1 � 2 Cambio vertical o elevación 6 � 2 � 4 y � 2x (b) 5 7 6 4 3 2 1 5 64321�2 �1 y x y � 2x (3, 6) (a) (1, 2) FiGura 3.45 Como ejemplo, considera la gráfica y 2x de nuestro análisis previo. Esta recta pasa por dos puntos (1, 2) y (3, 6)(ver Figura 3.45a). De la Figura 3.45b, podemos observar que el cambio vertical (o elevación) es 6 2, o 4 unidades. El cambio horizontal (o desplaza- miento) es 3 1, o 2 unidades.
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