TEMA 6 FUNCIONES. María Juan Pablo Julia Manuel Ángela Enrique Alejandro Carmen

Transcripción

1 TEMA 6 FUNCIONES 1.- Estudia y clasifica las relaciones que aparecen en las siguientes situaciones (elementos relacionados, características de la relación, dependencia entre elementos, conjuntos que se relacionan, si es o no función, etc.): 1.1) Tabla de lo que deben los miembros de un club: Nombre María Juan Pablo Julia Manuel Ángela Enrique Alejandro Carmen Deuda ) Las relaciones vienen dadas por las siguientes expresiones algebraicas: a) y = 3x 2 2 b) 3x + y = 2 c) y 2 = 3x d) y = 2 e) x 3 y = 0 f) x = 5 1.3) Un médico dispone de 1 hora diaria para consultas. El tiempo que podría dedicar, por término medio a cada enfermo, depende del número de ellos que acudan: si hay uno dedicaría 60 minutos; si hay dos 30 minutos; si tres 20 minutos; Así hasta un máximo de 30 enfermos. 1.4) En un aparcamiento público de una ciudad figuraba hace unos años la siguiente tarifa: 1ª hora o fracción 1 5 Cada hora más o fracción.1 25 Máximo: 10 por 24 horas 2) Expresar la fórmula o expresión algebraica que nos da el área de los rectángulos que miden doble de altura que de base, según el tamaño de la base. Representarla después gráficamente. Es una función? Qué dimensiones tendrá uno de estos rectángulos, si sabemos que su área mide 3528 m? 3) Expresar mediante una tabla; después mediante una gráfica y, por último, mediante una expresión algebraica, la función que expresa el precio que corresponde a un paquete de cereales según el peso del mismo, sabiendo que un paquete de 30 K. ha costado

2 4) Un café está, inicialmente, a 90 ºC. Si en otros momentos está a Tiempo Temperatura a) Completar la tabla donde sea posible. b) Qué sucede a los 7 minutos? y a los 12? Cómo proceder con valores intermedios? 5) Se lanza una piedra desde una torre de manera que, si expresamos en una tabla el tiempo en segundos y la distancia de caída recorrida, tendríamos: Tiempo Distancia Representa gráficamente la caída. Cuál es la fórmula que nos da la distancia recorrida en función del tiempo transcurrido? 6) Cierto fenómeno lleva asociado un comportamiento como función de primer grado. Si conocemos que para el valor 4 de la variable independiente, corresponde el valor 3 de la variable dependiente y que el par (7, 5) es una pareja de su tabla de valores: a) Encontrar la expresión algebraica de dicha función b) Representarla gráficamente. c) Cuánto corresponderá al valor independiente 10? d) A qué valor corresponde el resultado 9? 7) Indica si las siguientes situaciones son o no funciones indicando razonadamente por qué. a) f: Z N x x 2 b) f: Z R x 1/(x-2) c) La recta que pasa por los puntos (8,1) y (13.2) 8) Expresa mediante tabla, gráfica y algebraicamente, la función que nos da el coste del recibo de teléfono según los pasos gastados, sabiendo que incluye una cuota fija de 30 y que el precio del paso es de 0,25. Cuánto pagarás un mes que has consumido 800 pasos? Cuántos pasos consumiste un mes que pagaste ) Puedes dibujar más de un rectángulo de 26 cm de perímetro? Razona la respuesta. En el caso de que puedas encontrar más de un rectángulo, tienen la misma área? De qué depende el área de los rectángulos? Si uno de esos rectángulos tiene de base 1cm. Cuál es su área? Y si el rectángulo tiene de base 3,5 cm? Encuentra la expresión algebraica que relaciona el área con la base de dichos rectángulos. (Ayuda: para calcular el área expresa la altura de dicho rectángulo en función de su base). 72

3 Encuentra las dimensiones de los rectángulos que tienen de área 40 cm 2. Hay más de uno? Y si el área fuera de 39 cm 2? Hay algún rectángulo cuya área sea la mayor de todas? Justifícalo. 10) Un recipiente vacío con capacidad para 20 litros pesa 2 kg. Escribe la función que nos da el peso total del recipiente según la cantidad de agua, en litros, que contiene. 11) Un camión carga cajas de tomates. Cada una pesa 20 kg y el camión vacío pesa 4500 kg. a) Calcular el peso total del camión cuando transporta 125 cajas. b) Determinar el número de cajas que transporta si el peso total es de 6740 kg. c) Escribir una ecuación que exprese el peso total del camión en función del número de cajas. 12) En la oscilación de un reloj de péndulo el tiempo en que el péndulo recorre su longitud máxima depende de la longitud de dicho péndulo siguiendo la fórmula t = 20 L Construir una tabla de los valores correspondientes representándolos gráficamente. 13) Sea un rectángulo de base constante. Cómo varía el área en función de la altura? Exprésalo con una fórmula, construye una tabla de valores y realiza la correspondiente representación gráfica. 14) Considera todos los rectángulos posibles que tengan por área 18 cm 2. Construye una tabla de valores de las bases y anchuras, una representación gráfica de dichos valores y finalmente, una fórmula que nos exprese la relación entre la base y la anchura. 15) Te apuntas a un Videoclub que te cobra una cuota mensual fija de 10 y aparte, por cada película que alquilas, 1,5. Expresa Algebraica y gráficamente la función que te da lo que has gastado un mes cualquiera, según el número de películas alquiladas ése mes. Si el mes pasado pagaste 34, cuántas películas alquilaste?. 16) Al acabar una reunión a la que asisten un cierto número de personas, todo el mundo se da la mano. a) Cuántos apretones de manos se dieron si había 5 personas? y si eran 7? b) Cuántas personas había si se dieron 6 apretones de manos? y si fueron 66? c) Forma una tabla de valores relacionando el número de personas y apretones de manos dados. d) Si hubiera n personas cómo podríamos expresar el número de apretones de manos correspondiente? 17) Dado el número de vértices de un polígono, a) Construir una tabla con diversos valores respecto al número de vértices, lados y diagonales que correspondan. b) Hallar una relación general entre el número n de vértices y la suma de lados y diagonales correspondiente. 73

4 18) El precio por establecimiento de llamada es de 0,12 euros. Si hablamos durante 5 minutos la llamada nos costará 0,87 euros en total. Halla la función que nos da el precio total de la llamada según los minutos que estemos hablando. 19) En otros países se mide la temperatura por grados Farenheit (ºF) en vez de grados centígrados (ºC). Sabiendo que 10 ºC = 50 ºF y que 60ºC = 140 ºF, debemos obtener la ecuación que nos permita expresar temperaturas de ºC a ºF. 20) Hay que construir una conejera rectangular con 22 m. de valla metálica. Hallar la función que nos da el área de la conejera en función de su longitud. 21) Se quiere construir un pozo de forma cilíndrica de 2 m. de diámetro. Expresar el volumen del agua que cabe en el pozo en función de la profundidad x y construir una tabla con algunos de los primeros datos que es posible obtener. 22) El coste de una ventana cuadrada depende de su tamaño. El precio del cristal es de 2 euros el dm 2 y el marco está a 3 euros/dm. a) Cuánto costará una ventana de 7 dm de lado? de 1 m.? de 1,5 m.? b) Construye una tabla con estos y otros datos. c) Representa estos valores gráficamente. d) Deduce una fórmula que nos dé el coste en función de la longitud del lado. 23) Dada la siguiente tabla: n T a) Añadir 4 pares más de valores correspondientes de n y T. b) Hallar n cuando T valga 26 y cuando valga ) Consideremos un cuadrado inscrito en otro cuyo lado mide 7 cm. de la forma que indica la figura: Expresar el área del cuadrado inscrito, en función del segmento x. Representarlo gráficamente 74

5 25) Gráfica de una excursión: a) A qué distancia de casa se encuentra a las dos horas? Y a las 3? Y a las 6? b) Cuánto tiempo estuvo a 3 Km de su casa? c) A qué distancia de casa se encuentra a las 5 horas? Y a 1 hora? Y a las 4'5 horas? d) En qué momento se encontraba a 2 Km. de su casa? e) Inventa otra situación que pueda ser representada por esta gráfica. f) Explicita la expresión algebraica de la función. Cuántas funciones hay? g) Obtener f(2'5), f(4). h) Resuelve: h 1 ) f(x) = 0 h 2 ) f(x) = 2 Trata de describir verbalmente las ecuaciones anteriores. 26) En uno de los brazos de una balanza se han colocado 3 kg. a una distancia de 4 dm respecto al fulcro. La balanza se equilibra colocando y kg. en el otro brazo a una distancia de x dm. del fulcro. Determina la forma de variación de y respecto de x dibujando la gráfica correspondiente. 27) Dos amigos compran cada uno un caballo observando que en ese momento ambos animales pesan lo mismo. Un mes después uno afirma: Mi caballo pesa 10 kg más que entonces y el otro responde: El mío aumentó su peso un 20 %, por lo que siguen pesando lo mismo. a) Cuánto pesaban originalmente los caballos? b) Al cabo de tres meses el segundo afirma: Mi caballo ha seguido aumentando un 20 % cada mes respecto al mes anterior y el otro dice: El mío ha seguido aumentando 10 kg cada mes, luego pesan lo mismo otra vez Es cierta esta última afirmación? Dibuja el gráfico del desarrollo de ambos caballos. c) Encuentra una función que exprese en cada caso el peso del caballo en función del tiempo en meses. 28) En una ciudad las ecuaciones de la oferta O y la demanda D de un producto cuyo precio es de x euros vienen dadas por: O = 18 x 900 ; D = x Se llama punto de equilibrio el valor de x para el que el mercado se encuentra en equilibrio (O = D). Calcular gráficamente el punto de equilibrio. Es posible hacerlo de forma analítica? 75

6 29) Una empresa alquila varios tipos de lijadora para el suelo. El precio de alquiler en euros depende del tipo de máquina y el número de horas que se utilice. Se ofrecen tres máquinas bajo el siguiente precio: Lijadora A: Precio = Nº de horas x 3 + 9,5 Lijadora B: Precio = Nº de horas x 4,2 + 6 Lijadora C: Precio = Nº de horas x 7,2 a) Calcula cuál de las tres lijadoras es más económica para alquilarla, 1; 1,5; 2 ó 3 horas. b) Representa en los mismos ejes de coordenadas las gráficas correspondientes a los precios de las tres dependiendo del número de horas que se emplee. c) Determinar, a partir de la gráfica, para qué número de horas resulta más rentable el alquiler de cada una de ellas 30) Un joven dispone de 350 euros para gastar en libros y CDs de música. En los almacenes donde va observa que el precio de los libros es de 15 euros y los CDs están a 20 euros. Suponiendo que desea comprar como mucho doble número de libros que de CDs, se pide: a) Formular matemáticamente el problema. b) Averiguar si puede comprar 12 libros y 6 CDs. En caso afirmativo, indicar qué parte de su presupuesto gasta. 31) Un hombre duda entre comprar un coche de gasolina, que vale euros o uno de gasoil que cuesta euros. El precio de la gasolina es de 1,01 euros/litro mientras que el del gasoil es de 0,86 euros/litro, mantenimiento y combustible incluidos. a) Dar la función que relaciona el coste (precio del coche más el del combustible) con el número de kilómetros para cada coche. b) Representar estas funciones y determinar el punto de corte. Qué significa? c) Si el hombre recorre km. el primer año qué coche le produce menos gastos? Y si hace km? 32) Un restaurante abre sus puertas a las 8 de la noche sin ningún cliente y las cierra cuando se han marchado todos. La función que representa el número C de clientes en función de las horas h de apertura es: C = 80 h 10 h 2. a) Determinar el número máximo de clientes que van una determinada noche. b) Si deseamos ir cuando haya menos de 150 personas y más de 70 entre qué horas debemos hacerlo? c) A qué hora cierra? 33) Dadas las funciones a) f (x) = 2 x + 1 y g(x) = 2 x 3 / 4 b) f (x) = x + 3 / x 2 y g(x) = 1/x c) f (x) = 1 / 2 x 1 y g (x) = 2 x 1 / 2 x + 1 Hallar la inversa de cada una de estas funciones, la composición de ambas f ه g, probando además que f ه f-1 = i siendo i la función identidad. 76

7 SOLUCIONES 1.1) Al conjunto de los miembros del club le corresponde el conjunto de sus deudas. Es una función puesto que a cada miembro le corresponde una deuda y sólo una. 1.2) La única que no es función es la c) puesto que y = ± 3x por lo que la imagen de x serían dos valores distintos. En los demás casos no sucede tal cosa. 1.3) La correspondencia se establece entre el conjunto de enfermos que puede atender (de 1 a 30) y el tiempo dedicado a cada uno (de 60 a 1 minuto) siguiendo la tabla ) En este caso, al conjunto de horas (de 1 a 24) le corresponde el conjunto de t arifas, de manera que un tiempo determinado tiene por imagen una y sólo una tarifa: ,5 2,75 4 5,25 6,50 que en forma de ecuación sería y = 1,5 + 1,25. (x-1) 2) Si x es la base del rectángulo la altura será 2x de donde el área es A = 2 x 2 que es una función porque a toda base x le corresponde una sola área del rectángulo al que pertenece. Si A = 3528 = 2 x 2 Base x = 42 y Altura 2x = 84 3) La función expresará una proporcionalidad directa, de manera que Peso Precio La relación algebraica vendría dada por Precio = 4. Peso 4) La tabla podría quedar así Tiempo Temperatura Teniendo en cuenta que en el intervalo (0,5) pierde 11º, en el (5,10) pierde 9º y en el más amplio (10,20) pierde 15º que podrían distribuirse en 8º en (10,15) y 7º en (15,20). Así, sucesivamente. Para determinar lo que sucede a los 7º se dividen los 9º perdidos en el intervalo (5,10) entre 5, de manera que 9/5 = 1,8º que podemos suponer pierde en cada intervalo unitario. De esa manera, en el minuto 7 estaría a 75,4º y en el minuto 12 a 66,8º por el mismo razonamiento. 5) Si x es la distancia recorrida y t el tiempo, seríax = 5 t 2 representada por una rama de parábola pasando por el punto (0,0) y simétrica al eje Y. 77

8 6) Será una función lineal o de primer grado de la forma y = a x + b de manera que de manera que se cumplirá 4 a + b = 3 y 7 a + b = 5 a = 2/3 b = 1/3 así que la función será: y = 2 x / 3 + 1/3 7) a) Es una función puesto que a cada número entero le corresponde un solo cuadrado dentro de los naturales. b) No sería función porque, para x = 2 su imagen vendría dada por 1/0 que no es un número real. c) Esa recta nos indica, una vez construida, que a todo elemento en abcisas le corresponde un solo elemento en ordenadas, por lo que la gráfica corresponde a una función. 8) Si el conjunto original es el del número de pasos y el conjunto imagen el de los costes, la función vendrá dada por y = ,25 x que nos permite construir la tabla de los primeros valores Nº pasos Coste 30 30,25 30,50 30, ,25 31,50 Si x = 800, y = , = 230 euros Si y = 280 euros, x = (y 30) / 0,25 = 250/0,25 = pasos 9) Si L es el largo y A su ancho, se cumplirá 2 L + 2 A = 26 L + A = 13 de modo que puede establecerse una función entre largos y anchos, A = 13 L construyéndose una tabla de valores donde a los largos y anchos se puede añadir el área del rectángulo que forman Largo Ancho Área El área del rectángulo dependerá de ambos valores. Para una dimensión de 1, el rectángulo será 1 x 12 y en caso de 3,5 será 3,5 x 9,5. 10) Siendo P el peso total en función del número x de litros de agua, sería P = 2 + x 11) a) P = = 7000 kg b) 6740 = x de donde x = 112 cajas c) P = x 12) Una tabla de valores que diera el tiempo en función de la longitud L del péndulo podría ser: t L Su representación gráfica sería una rama de parábola pasando por el (0,0) y simétrica al eje X. 78

9 13) Teniendo en cuenta que el área vendría dada por A = b. h siendo b constante, una tabla de valores podría ser: h A 0 b 2b 3b 4b Que daría lugar a una representación en forma de recta pasando por (0,0) y con una pendiente que dependería del valor de b. 14) Dado que el área es constante y tiene valor 18, resultaría que b. h = 18 h = 18 / b b h , ,5 1 Que daría lugar a una rama de hipérbola. 15) El gasto G vendrá dado en función del número x de películas: G = ,5. x de modo que si G ha sido 34 = ,5 x x = 16 películas. 16) La tabla de valores que es posible construir entre el número P de personas y el número A de apretones de manos, sería: P n A ½ n (n-1) a) 5 personas se dan 10 apretones, 7 personas se dan 21. b) 6 apretones corresponden a 4 personas, 66 apretones a 12 personas. 17) La solución vendría dada por la siguiente tabla: Vértices n Lados N Diagonales Lados + diagonales ½ n (n-1) 18) El coste de la llamada, si x es el coste por minuto, de: 0,87 = 0, x Como x = 0,15 euros/min, la forma general será: P = 0,12 + 0,15 t siendo t el número de minutos que se ha hablado. 79

10 19) La conversión no surge de multiplicar los grados Celsius por un solo número, de manera que podría tomar la forma: ºF = ºC x + a Si fuera así, habría de darse 10 x + a = 50y 60 x + a = 140 De la resolución de este sistema se obtiene que ºF = ºC. 1, ) Teniendo en cuenta que el perímetro viene dado por 2 L + 2 A = 22 y, por tanto, el ancho A = 11 L, la tabla de valores entre el largo y área de la conejera para que el perímetro sea de 22 m y teniendo en cuenta que vendrá dada por: Largo Área Cuya representación es una hipérbola, ya que Área = L (11 L) = 11 L L2. 21) V = El volumen del cilindro vendrá dado por V = π r 2 h y dado que r = 1, entonces será π h siendo h la profundidad del pozo. Así, una tabla sería: h V 3,14 6,28 9,42 12,56 22) a) De 7 dm de lado significa: = 84 euros de marco y = 98 euros cristal De 1 m será: = 120 euros de marco y = 200 euros de cristal De 1,5 m será: = 180 euros de marco y = 450 euros de cristal Lado Coste total En general, Coste total = 4 L L2 23) a) Suponiendo una relación lineal T = a n + b resultaría 2 = a + b ; 5 = 2 a + b de donde la función sería T = 3 n 1. Así, otras parejas serían (5,14), (6,17), (7,20), (8, 23), etc. b) 26 = 3 n 1 n = 9 ; 41 = 3 n 1 n = 14 24) El cuadrado interior tiene la propiedad de dividir el cuadrado grande en el pequeño más cuatro triángulos rectángulos iguales de catetos x, c e hipotenusa L, siendo L el lado del cuadrado interior. De esta forma se cumplirá x + c = 7 y, por Pitágoras, Área = L 2 = x 2 + c 2 que da lugar, por sustitución, a: Área = x 2 + (7-x) 2 = 2 x 2-14 x ) a) A las 2, 3 horas se encuentra a 3 km, a las 6 h a 0 km; b) 3 1,5 = 1,5 horas; c) A las 5 h se encuentra a 0 km. Si en 1,5 h pasa de estar de 0 a 3 km de manera uniforme, cuando haya pasado una hora estará a 2 km; a los 4,5 km estará a 0 km; d) Pasada 1 h. ; e) Subir hasta un piso, por ejemplo, permanecer allí un rato y descender de nuevo, considerando tiempo en el eje de abcisas y altura en el de ordenadas; f) La función vendrá dada por 0 t 1,5 f(t) = 2t ; 1,5 t 3 f(t) = 3 ; 3 t 4,5 f(t) = 3 2(t-3) = 9 2t ; 4,5 t f(t) = 0 80

11 g) f(2,5) = 3 f(4) = 1 ; h) f(t) = 0 t = 0, t 4,5 ; f(t) = 2 t = 1 ; 3,5 26) La ley de la palanca conduce a que y x = 12, de manera que y = 12/x que da lugar a una hipérbola. 27) a) Si P es el peso original, será al cabo de un mes: P + 10 = 120/100 P = 1,2 P P = 50 kg b) Al cabo de dos meses más los pesos serán: P + 30 = 80 kg y 1,2 3 P = 1, = 86,4 kg c) Si P es el peso total, será: P = t y P = 1,2 t ) El punto de equilibrio x se hallará igualando la oferta y la demanda: 18 x 900 = x x = 110 euros 29) 30) 31) 32) a) En los tres primeros casos es más económica la tercera pero, para 3 horas, resulta más barata la primera. c) Comparando las dos primeras 3 h + 9,5 < 4,2 h + 6 se llega a la conclusión de que la primera es más económica que la segunda cuando h > 3. Si se comparan la primera con la tercera: 3 h + 9,5 < 7,2 h la primera es más rentable si h > 2,2. Comparando la segunda y la tercera: 4,2 h + 6 < 7,2 h se llega a la conclusión de que la segunda es más rentable cuando h > 1,8. a) Siendo x el número de libros comprados e y el número de CDs, será como máximo: 350 = 15 x + 20 y pero como x = 2 y resulta y = 7 x = 14 b) = 300 euros que representan el 85,7 % del dinero disponible. a) C1 = ,01 x C2 = ,86 x b) Igualando ambas, resulta que x = km que significa el kilometraje a partir del cual es más rentable la adquisición del motor de gasoil. c) Debido a lo anterior, con resulta más rentable el de gasolina mientras que con km lo es el de gasoil. a) Podemos formar una tabla de valores: Hora real Nº hora Clientes Que muestra que el mayor número de clientes se registra a las 12 h y es de

12 b) Tendremos que ir entre las 9 y las 11 de la noche, o bien entre la 1 y las 3. c) Cerrará cuando no haya clientes, es decir, cuando C = 0 = 80 h 10 h 2 h = 8 h (las 4 de la mañana) 33) a) f-1 (y) = y 1 / 2 g-1 (y) = 4y + 3 / 2 (f o g)(x) = 2x 1 / 2 b) f-1 (y) = y / y 1 g-1 (y) = 1 / y (f o g)(x) = 1 + 3x / 1 2x c) f-1 (y) = 1 + y / 2y g-1 (y) = y 1 / 2(1 y) (f o g)(x) = 2x + 1 / 2x

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