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1 1 FUNCIONES DE DOS VARIABLES DERIVACIÓN IMPLÍCITA (Tangente a una cuva de nivel); FUNCIONES HOMOGÉNEAS Deivación implícita ecta tangente a una cuva de nivel Si (a, b) es un punto que cumple la ecuación F(, c, po tanto, f ( a) b, entonces F a, b f ( a) F a, b Las cuvas de nivel de una función F (, vienen deteminadas po la ecuación F(, c Esas cuvas, que son los puntos del plano XY que cumplen dicha ecuación, pueden definise a pati de ota función f () Esta segunda función es posible que no pueda eplicitase: no pueda encontase la fómula f () Po tanto, si se desea estudia la tasa de cambio de especto de (esto es, estudia la deivada f () ), no podá hallase diectamente; peo el teoema de la función implícita d F, asegua que esa deivada vale f ( ) En paticula, en el punto (a, b), d F, F a, b f ( a) F a, b Como f (a) da la pendiente de la ecta tangente a la cuva f () en el punto de F a, b abscisa = a, la ecuación de esa ecta tangente seá f ( a) F a b, a 1 (S09) La ecuación e 0 define implícitamente la función f () en un entono del punto (0, 1) Entonces la deivada f (0) vale a) 0 b) 1/ c) 0 El punto (0, 1) es de la cuva, pues: e La deivada de f () en un punto genéico es: d e 1 1 f ( ) Sustituendo = 0 (e = 1): f (0) d e (J10) La pendiente de la cuva de nivel del campo f (, cos(, que pasa po el punto (/, 1) vale: a) b) 1 c) Ninguna de las anteioes (, sin( f ( /,1) ; f f (, sin( f ( /,1) d La pendiente de la cuva de nivel es: d

2 (J07) La ecuación de la ecta tangente a la cuva de nivel de la función f (, en el punto (, 1) es: a) 5 b) 1 c) Ninguna de las anteioes, su ecuación es: f (, f (,1) 9 f (, f (,1) d f (,1) 9 Luego, (,1) d f (,1) La ecuación de la ecta tangente es: 1 ( ) 5 La espuesta es a) (J1) La ecta tangente a la cuva de nivel 0 del campo f (, ) ( 1)( 1) esin 1, en el punto (0, 0) es: a) b) = c) = 0 La cuva de nivel 0 es: ( 1)( 1) e sin El punto (0, 0) es de ella, pues: (0 1)(0 1) e sin f ' (0,0) La pendiente de la ecta pedida es: m = f ' (0,0) Como: f '() 1e sin, f'(, 1 e cos, f ' (0,0) 1 se tiene que: m = = 1 f ' (0,0) 1 Así que, la ecuación de la ecta tangente es: 01 0 La espuesta es a) 5 (J11) La ecuación cos( 0 define implícitamente la función f () en un entono del punto (1, 1) Entonces la deivada f (1 ) vale a) b) 1/ c) 1 El punto (1, 1) está en la cuva de nivel, pues: cos(1 1) Paciales: f '() sin( 1; f ' (, sin( Po tanto: d sin( f ( ) f ( 1) d sin(

3 6 (S07) La ecuación de la ecta tangente a la cuva en el punto (, ) es: a) 9 8 b) c) Ninguna de las anteioes El punto (, ) está en la cuva, pues: La pendiente de la cuva de nivel es: d d / / 1 1, que vale en (, ) 11 Po tanto, la tangente es: ( ) Obsevación: La espuesta a) puede descatase diectamente, pues el punto (, ) no es de esa ecta 7 (J09) La ecuación de la ecta tangente a la cuva f (), definida implícitamente po la ecuación F(, 5 1, en el punto (, 1) es: a) 1 ( ) 15 1 b) 1 ( ) 1 c) Ninguna de las anteioes Su ecuación es: La pendiente de la ecta tangente viene dada po d F = (en (, 1)) = d F 15/ 15 Po tanto, la ecta tangente es 1 ( ) 15 La espuesta es a)

4 Funciones homogéneas La función f (, ) es homogénea de gado k Q, si paa todo t R + se cumple que k f ( t, t t f (, Popiedad Si f (, es difeenciable homogénea de gado k, sus deivadas paciales de oden son funciones homogéneas de oden k : f (, f (, f (,,, = 1,,, son homogéneas de gado k m m Teoema de Eule Si f (, es difeenciable homogénea de gado k, entonces se veifica la igualdad: f (, f (, k f(, 1 Compueba que son homogéneas las funciones: a) f(, b) f(, ( t t a) f ( t, t t t f (, t ( t t Homogénea: k = b) ( t) t t t f( t, t ( t) ( t t t t t Como f ( t, t f (,, la función es homogénea de gado k = 0 (J10) Demuesta que f (, es una función homogénea que cumple el teoema de Eule f ( t, t t (, ) t f ( t) ( t t t t Po tanto, es homogénea de gado k = Teoema de Eule: Debe cumplise que f (, f (, f(, 1 f ( ) ; 6 f ( ) f f = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 6( ) 6 f (, ) ( ) ( )

5 5 Compueba que la función f(, cumple: a) Es homogénea de gado b) Sus deivadas paciales de pime oden son funciones homogéneas de gado c) El teoema de Eule a) t ( t) ( t t t f ( t, t t t f (, Homogénea: k = t t t t b) Paciales: (, ) f ; ( 1) (, ) f Son homogéneas: ( t) ( t ( t) ( t t t t t t t f( t, t t t t( t t f( t, t t t f(, k = t t t t t t f ( t, t ) t t f (, ) k = c) Teoema de Eule: Debe cumplise que f(, f(, f(, f (, ) p (S09) La función f (, es homogénea: p a) Sólo si p = b) Si p = c) Paa dos valoes de p difeentes t p p / p p f (, t t t p p p t Seá homogénea si p = /p (sólo así se podá saca facto común paa que m f ( t, t t f (, ) p = 1 o p = La espuesta es c)

6 6 5 (J1) Si f (, es una función homogénea tal que f(1, ) =, f ' (1, ) 8, f ' (1, ) 8, entonces su gado de homogeneidad es: a) 1/ b) 1 c) Si k es su gado de homogeneidad, po el teoema de Eule puede escibise: kf (1, ) 1 f' (1, ) f (1, ) k 8 8 k 8 k = La espuesta es c) p p 5 6 (J1) La función f (, : p a) Nunca es homogénea b) Es homogénea sólo en el caso p = 1 c) Es homogénea siempe, paa cualquie p p p p p p p p 1 p p t 5t t 5 p 5 f ( t, t t t t p p p1 p p1 p t t t t t k p1 p p Paa que f ( t, t t f (, es necesaio que t (véase el denominado) p = 1 Luego es homogénea sólo si p = 1 p( 1) 7 (J10) La función f (, es: a) Homogénea de gado 1, si p = 1 b) Homogénea de gado 0, si p = 0 c) Homogénea de gado sólo si p = t p( t1) f( t, t En el numeado sólo puede sacase facto común t si p = 0 t ( En ese caso seía homogénea de gado 1, pues quedaía f(,, de donde: t f ( t, t t t f (, t ( ( La espuesta es c) Homogénea de gado 1 sólo si p = p 8 (J11) La función f (, es: a) Homogénea de gado 1 b) Homogénea de gado si p = 0 c) Nunca puede se homogénea 6 6t ( t)( t ) Si p = 0, f(, f ( t, t t t t 6 f t, t 6 ( t = t es homogénea de gado

7 7 9 (S07) La función f (, a) Siempe, paa todo númeo natual p b) Si p = 1/ c) Si p = 5/ La función debe se homogénea f p p1 / ( t, t t t La espuesta es c) p cumple el teoema de Eule: seá homogénea si p 1 p = 5 p = 5/ 10 Compueba que la función f (, Debe veificase que f (, f (, k f(,, siendo k su gado de p cumple el teoema de Eule homogeneidad Paa p = 5/ la función es homogénea (pegunta anteio) En ese caso: 5/ 5/ f (, ), que es homogénea de gado k Deivadas paciales: / 5/ 5 1 f(, ; (, ) f Po tanto: / 5/ 5 1 f(, f(, = / 5/ 5/ 5/ 5 = = 5 = = 5/ 5/ = f(, 11 (J07) Sabiendo que f (, es homogénea de gado que f ( 1, 1) (, 1), entonces: a) f ( 1, 1) 0 b) f ( 1, 1) 1 c) Ninguna de las anteioes Po el teoema de Eule, si f es homogénea de gado m se cumple f(, f(, m f(,, f(,, f(, m f(, En este caso, f(, f(, f(, En el punto (1, 1) se tiene que = 1, = 1 f ( 1, 1) (, 1) ; luego, sustituendo: 1f (1, 1) 1f (1, 1) f (1, 1) 1 ( 1) ( 1) f (1, 1) f ( 1, 1) 1

8 8 1 1 (J09) Sea f (, una función homogénea de gado 1 tal que f 5,, entonces: 1 a) f, 7, 5 5 b) f 10, 1 6 c) f 10, Se sabe que f ( t, t t f (, En paticula, f t5, t t f 5, t Si se hace t, f t5, t f 5, 7,5 5 5 La espuesta es a) 1

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