Pruebas de Acceso a las Universidades de Castilla y León

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1 Pruebas de Acceso a las Universidades de astilla y León MATEMÁTIAS APLIADAS A LAS IENIAS SOIALES EJERIIO Nº páginas Tablas OPTATIVIDAD: EL ALUMNO DEBERÁ ESOGER UNA DE LAS DOS OPIONES Y DESARROLLAR LAS PREGUNTAS DE LA MISMA. RITERIOS GENERALES DE EVALUAIÓN: ada pregunta de la 1 a la 3 se puntuará sobre un máximo de 3 puntos. La pregunta 4 se puntuará sobre un máximo de 1 punto. La calificación final se obtiene sumando las puntuaciones de las cuatro preguntas. Deben figurar explícitamente las operaciones no triviales, de modo que puedan reconstruirse la argumentación lógica y los cálculos efectuados por el alumno/a. OPIÓN A 1. En un aparcamiento hay 4 coches aparcados, de color blanco, rojo o gris. El número de coches grises es igual al doble del número de coches rojos. a) Es posible saber, con estos datos, el número de coches blancos que hay aparcados? Razona tu respuesta. b) Si además se sabe que la mitad de coches son rojos o grises, cuántos coches hay de cada color?. El rendimiento de una máquina, a lo largo de las 7 horas que permanece en funcionamiento cada día, viene dado por la función f (x) x 3 10,5x + 30x, donde x (0, 7) indica el número de horas transcurridas desde que la máquina se pone en marcha. a) Determina en qué momento se produce el máximo y el mínimo rendimiento. b) alcula el rendimiento de la máquina en esos dos momentos del día. 3. Un envío de frutas a un supermercado consta de naranjas y manzanas que se agrupan en cajones de 500 piezas: 300 naranjas y 00 manzanas. Por experiencias anteriores se sabe que en cada envío están estropeadas un 15 % de las naranjas y un 5 % de las manzanas. Se extrae una pieza al azar de un cajón cualquiera. a) uál es la probabilidad de que esté estropeada? b) Si la pieza elegida está en buenas condiciones, qué es más probable, que sea naranja o que sea manzana? 4. El 75 % de los alumnos de un instituto practican algún deporte, el 30 % tocan un instrumento musical y el 15% realiza ambas actividades. alcula la probabilidad de que un alumno del instituto elegido al azar no realice ninguna de las dos actividades. Dpto. Matemáticas 1 / 10 IES Ramón Olleros

2 OPIÓN B Sea la matriz A a) Halla A A + I donde I es la matriz identidad. b) Plantea y resuelve un sistema de ecuaciones lineal homogéneo que tenga a A como matriz asociada.. Halla la expresión de la función f (x) polinómica de grado 3, sabiendo que tiene un mínimo relativo en el punto (1, 1), que su derivada f (x) tiene una raíz en el punto de abscisa x 3 y que corta al eje de ordenadas en el punto (0, 11). 3. Una Universidad pública recibe 800 solicitudes de acceso para uno de los Grados en los que la oferta de plazas se reduce a 10. Sabiendo que la nota final, de un solicitante, después de las pruebas de acceso sigue una distribución normal de media 7,3 y desviación típica 0,7, calcula la nota mínima para obtener una de las 10 plazas ofertadas. 4. Un examen de oposición consiste en desarrollar por escrito un tema de un total de 50. El tribunal elige al azar temas y cada candidato debe escoger uno de ellos. Halla la probabilidad de que un candidato suspenda el examen si tan sólo ha estudiado 35 temas. Dpto. Matemáticas / 10 IES Ramón Olleros

3 OPIÓN A 1. En un aparcamiento hay 4 coches aparcados, de color blanco, rojo o gris. El número de coches grises es igual al doble del número de coches rojos. a) Es posible saber, con estos datos, el número de coches blancos que hay aparcados? Razona tu respuesta. b) Si además se sabe que la mitad de coches son rojos o grises, cuántos coches hay de cada color? Sean B, R y G el número de coches blancos, rojos o grises respectivamente. on los datos del problemas obtenemos las siguientes ecuaciones: En el aparcamiento hay 4 coches B + R + G 4 El número de coches grises es igual al doble del número de coches rojos G R a) on estos datos no es posible saber el número de coches blancos aparcados, pues se trata de un sistema con tres incógnitas y sólo dos ecuaciones. Es un sistema compatible pero indeterminado, como se puede comprobar fácilmente escribiendo las matrices de los coeficientes, A, y la matriz ampliada, A, y estudiando sus rangos. A A Se comprueba sin dificultad que rango (A) rango ( A ) < 3 nº de incógnitas. b) Si además se sabe que la mitad de coches son rojos o grises, entonces podemos añadir al sistema anterior la siguiente ecuación: R + G 1 on lo que obtenemos un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas. Resolvámoslo aplicando el método de Gauss: B + R + G 4 R + G 0 R + G f 3 f 3 + f Volviendo a escribir este sistema con las incógnitas se obtiene que: Dpto. Matemáticas 3 / 10 IES Ramón Olleros

4 B + R + G 4 R + G 0 3G 4 Despejando G de la última ecuación obtenemos que G 8. Sustituyendo en la segunda ecuación y despejando R, tenemos que R 4. Finalmente sustituyendo ambos valores en la primera ecuación y despejando B, obtenemos B 1. Por tanto hay 1 coches blancos, 4 rojos y 8 grises.. El rendimiento de una máquina, a lo largo de las 7 horas que permanece en funcionamiento cada día, viene dado por la función f (x) x 3 10,5x + 30x, donde x (0, 7) indica el número de horas transcurridas desde que la máquina se pone en marcha. a) Determina en qué momento se produce el máximo y el mínimo rendimiento. b) alcula el rendimiento de la máquina en esos dos momentos del día. a) Para conocer cuando se produce el máximo y el mínimo rendimiento, debemos estudiar la derivada primera: f (x) 3x 1x + 30 Igualándola a cero para calcular los puntos singulares obtenemos que: 3x 1x x y x 5 omprobemos qué tipo de puntos singulares son a través de la derivada segunda: omo: f (x) 6x 1 f () < 0 Máximo f (5) > 0 Mínimo Por tanto el máximo rendimiento se produce a las dos horas y el mínimo a las 5 horas. b) El valor de dichos rendimientos máximo y mínimo vienen dados por: Rendimiento máximo f () 3 10, Rendimiento mínimo f (5) , , ,5 Dpto. Matemáticas 4 / 10 IES Ramón Olleros

5 3. Un envío de frutas a un supermercado consta de naranjas y manzanas que se agrupan en cajones de 500 piezas: 300 naranjas y 00 manzanas. Por experiencias anteriores se sabe que en cada envío están estropeadas un 15 % de las naranjas y un 5 % de las manzanas. Se extrae una pieza al azar de un cajón cualquiera. a) uál es la probabilidad de que esté estropeada? b) Si la pieza elegida está en buenas condiciones, qué es más probable, que sea naranja o que sea manzana? Para resolver este ejercicio, hagamos el siguiente diagrama de árbol, considerando los sucesos: N: sacar naranja. M: sacar manzana. E: estar estropeada. E : no estar estropeada. 0,6 N 0,15 0,85 E E 0,4 M 0,05 0,95 E E a) La probabilidad de que una fruta elegida al azar esté estropeada viene dada por (teorema de la probabilidad total): P (E) P (N) P (E / N) + P (M) P (E / M) 0,6 0,15 + 0,4 0,05 0,11 b) La probabilidad de que la fruta elegida sea naranja, sabiendo que está en buen estado viene dada por (teorema de Bayes): P (N / E ) P( E / N) P( N) P( E) P( N E) 1 P( E) 0,6 0,85 0,51 1 0,11 0,89 0,5730 Por otra parte, la probabilidad de que la fruta elegida sea manzana, sabiendo que está en buen estado viene dada por (teorema de Bayes): P (M / E ) P( E / M ) P( M ) P( E) P( M E) 1 P( E) 0,4 0,95 0,38 1 0,11 0,89 0,470 Por tanto es más probable que sea naranja. Dpto. Matemáticas 5 / 10 IES Ramón Olleros

6 4. El 75 % de los alumnos de un instituto practican algún deporte, el 30 % tocan un instrumento musical y el 15% realiza ambas actividades. alcula la probabilidad de que un alumno del instituto elegido al azar no realice ninguna de las dos actividades. Dpto. Matemáticas 6 / 10 IES Ramón Olleros

7 OPIÓN B Sea la matriz A a) Halla A A + I donde I es la matriz identidad. b) Plantea y resuelve un sistema de ecuaciones lineal homogéneo que tenga a A como matriz asociada. a) omo A ; I I Se tiene que: A A + I b) Un sistema homogéneo es aquel en el que los términos independientes de sus ecuaciones son todos nulos. Entonces, el sistema de ecuaciones lineal homogéneo que tenga a A como matriz asociada es: y + z 0 x y + z 0 z 0 Dicho sistema es compatible determinado pues el determinante de su matriz asociada, A, es no nulo: A Por tanto, el sistema sólo tiene una solución que es la trivial, es decir: x y z 0 A dicho resultado se llega también despejando z de la última ecuación, obteniendo z 0. Si sustituimos este valor en la primera ecuación y despejamos y, se tiene que y 0. Finalmente sustituyendo estos dos valores en la segunda ecuación y despejando x se obtiene, x 0. Dpto. Matemáticas 7 / 10 IES Ramón Olleros

8 . Halla la expresión de la función f (x) polinómica de grado 3, sabiendo que tiene un mínimo relativo en el punto (1, 1), que su derivada f (x) tiene una raíz en el punto de abscisa x 3 y que corta al eje de ordenadas en el punto (0, 11). Una función polinómica de grado tres es de la forma: Interpretemos la información dada: f (x) ax 3 + bx + cx + d Tiene un mínimo relativo en el punto (1, 1) f (1) 1 f '(1) 0 Su derivada f (x) tiene una raíz en el punto de abscisa x 3 f ( 3) 0 orta al eje de ordenadas en el punto (0, 11) f (0) 11 omo f (x) 3ax + bx + c, entonces las condiciones anteriores se traducen en: f (1) 1 a + b + c + d 1 f (1) 0 3a + b + c 0 f ( 3) 0 7a 6b + c 0 f (0) 11 d 11 Sustituyendo el valor de d en la primera ecuación, se obtiene el sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas siguiente: Resolvámoslo aplicando el método de Gauss: a + b + c 10 3a + b + c 0 7a 6b + c f f 3 f 1 f3 f3 33 f f3 f3 7 f El sistema equivalente al que hemos llegado es: a + b + c 10 b c 30 40c 70 Dpto. Matemáticas 8 / 10 IES Ramón Olleros

9 Despejando c de la última ecuación, obtenemos que c 18. Si sustituimos este valor en la segunda ecuación y despejamos b, se tiene que b 6. Finalmente sustituyendo estos dos valores en la primera ecuación y despejando a se obtiene, a. Por tanto, la función buscada es: f (x) x 3 + 6x 18x Una Universidad pública recibe 800 solicitudes de acceso para uno de los Grados en los que la oferta de plazas se reduce a 10. Sabiendo que la nota final, de un solicitante, después de las pruebas de acceso sigue una distribución normal de media 7,3 y desviación típica 0,7, calcula la nota mínima para obtener una de las 10 plazas ofertadas. 4. Un examen de oposición consiste en desarrollar por escrito un tema de un total de 50. El tribunal elige al azar temas y cada candidato debe escoger uno de ellos. Halla la probabilidad de que un candidato suspenda el examen si tan sólo ha estudiado 35 temas. Este problema se puede resolver utilizando el siguiente diagrama de árbol, en el cual elegimos dos temas de manera consecutiva y sin devolución. onsideremos los siguientes sucesos: i : Sacar un tema conocido en la extracción i-ésima i : Sacar un tema desconocido en la extracción i-ésima 35/ /49 15/49 15/ /49 14/49 Si se sacan temas al azar, la probabilidad de que un candidato suspenda el examen es: P ( 1 ) P ( 1 ) P ( / 1 ) , También podemos resolver este problema usando la combinatoria y la regla de Laplace. Dicha regla nos dice que la probabilidad de un suceso S viene dada por: P (S) Número decasos favorables Número de casos posibles Dpto. Matemáticas 9 / 10 IES Ramón Olleros

10 En nuestro ejercicio, los casos posibles, son los grupos de dos temas que se pueden formar con los 50 que hay, y vienen dados por las combinaciones sin repetición de 50 elementos en grupos de, : Para calcular el número de casos favorables, observemos que los dos temas han de ser desconocidos, y por tanto el número total de casos favorables vendrá dado por las combinaciones sin repetición de 15 elementos (que es el número de temas desconocidos) en grupos de, : Por tanto, la probabilidad pedida viene dada por: P (suspender) Número decasos favorables Número de casos posibles ,0857 Dpto. Matemáticas 10 / 10 IES Ramón Olleros