FUNCIONES Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 1

Transcripción

1 FUNCIONES Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 1

2 LOGARÍTMO DE UN NÚMERO Sabemos que 10 2 = 100 en una potencia de base 10. Sabemos que 10 3 = 1000 en una potencia de base 10. Decimos que 2 es el logaritmo decimal de 100 Decimos que 3 es el logaritmo decimal de 1000 Y lo escribimos así: 10 2 = = log = = log 1000 El logaritmo decimal de un número, N, es el exponente al que hay que elevar la base, 10, para obtener dicho número. 10 x = 500 x = log 500 = 2,6989 [Por Tablas o calculadora] Por extensión: El logaritmo de un número, N, es el exponente al que hay que elevar la base, a, para obtener dicho número. Ecuación logarítmica: Ecuación potencial: y = log a x x = a Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 2

3 FUNCIÓN LOGARÍTMICA Se llama FUNCIÓN LOGARÍTMICA a la expresión: y = log a x f (x) = log a x Donde a es la base del logaritmo y x la variable. Funciones logarítmicas son: f(x) = log x, donde a, por omisión, vale 10. f(x) = ln x, donde la base es el número e. g(x) = log a f(x), donde tenemos una función compuesta. Si a=10 LOGARITMOS DECIMALES (Base = 10) Si a= e LOGARITMOS NEPERIANOS (Base = Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 3

4 La función 8 y y=log 2 x y = 2 x 4 Sea y = 2 x La inversa de dicha función es: 2 y = log 2 x Tenemos: y = 2 x x = log 2 y y = log 2 x Luego gráficamente será simétrica respecto a la recta y = Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 4

5 8 y La función y = log 1/2 x y=(1/2) x 2 4 Sea y = (1/2) x Donde la base, a, vale ½. La inversa de dicha función es: Tenemos: y = (1/2) x x = log 1/2 y y = log 1/2 x y = log 1/2 x Luego gráficamente será simétrica respecto a la recta y = Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 5

6 Gráfica de y = log x Sea y = log x y 1 Tabla de valores x y 0,5 y = log x ,2-0,6990 0,4-0,3980 0,8-0, , , x También la podíamos haber obtenido por simetría respecto a la recta y=x, sabiendo que es la inversa de y=10 Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 6

7 Gráfica de y = ln x Sea y = ln x y 1 Tabla de valores x y 0,5 y = ln x ,2-1,6094 0,4-0,9163 0,8-0, , , x También la podíamos haber obtenido por simetría respecto a la recta y=x, sabiendo que es la inversa de y = e Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 7

8 Comparativa y propiedades Sea y = log x e y = ln x En general, si y = log a x, a > 1, se cumple: y y = ln x y = log x El domino es Dom f(x) = R + El recorrido es Img f(x) = R x Es siempre creciente en R + Sea cual sea la base, a corta al eje de abscisas en el punto PC(1, 0) El eje de ordenadas es una ASÍNTOTA de la función, pues ésta tiende a converger con el eje. Aunque para valores grandes de x, el valor de y casi es cte., éste sigue creciendo hasta el infinito, por ello la Img f(x) es Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 8

9 La población mundial Un grupo de expertos en demografía tras estudiar el crecimiento de la población mundial, ha establecido que esta población, y, en función del año correspondiente, x, puede expresarse según la siguiente ecuación: y = 10 0,00389.x+2 a) Dibuja la gráfica de esta función. b) En qué año la población alcanzó los mil millones? = 10 0,00389.x+2 9 = 0,00389.x + 2 x = (9 2)/0,00389 = 1799 c) Y los 3 mil millones? = 10 0,00389.x+2 Log = 0,00389.x + 2 x = (0, )/0,00389 = 1922 d) Del mismo modo calcula en que año alcanzará los 6 mil millones de habitantes = 10 0,00389.x+2 Log = 0,00389.x + 2 x = (0, )/0,00389 = Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 9

10 Especies protegidas El número de osos blancos de una determinada zona del planeta vendrá dado por la siguiente función: f(t) = 250.log [(900 t + 130) / (13 + t)] Siendo t el tiempo transcurrido en años. a) Cuál es el número actual de osos?. b) Se llegará a estabilizar la población de osos?. Resolución a) Actualmente: t=0 f(0) = 250.log [( ) / (13 + 0)] = = 250.log(130 / 13) = 250.log 10 = = 250 b) Suponiendo la función válida de modo indefinido: N = lím 250.log [(900.t + 130) / (13 + t)] = t oo N = log ( lím [(900.t + 130) / (13 + t)] ) = log 900 = 250.log 900 = t oo = = 738 Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 10

11 MODELO MATEMÁTICO Cómo se asigna una función a una situación real?. 1.- Si los datos de una variable crecen (x) y los datos de la otra variable (y) crecen o disminuyen de forma proporcional, el resultado del modelo matemático es una función lineal: y = m.x + n Tendríamos que hallar los valores de m y n. 2.- Si los datos de una variable crecen (x) y los datos de la otra variable (y) crecen o disminuyen de forma inversamente proporcional, el resultado del modelo matemático es una función racional: y = b + k / (x a) Tendríamos que hallar los valores de a, b y k 3.- Si los datos de una variable crecen (x) y los datos de la otra variable (y) crecen o disminuyen de forma no proporcional, el resultado del modelo matemático es una función cuadrática: y = a.x 2 + b.x + c Tendríamos que hallar los valores de a, b y c 4.- Si los datos de una variable crecen (x) y los datos de la otra variable (y) crecen o disminuyen de forma muy rápida, el resultado del modelo matemático es una función exponencial: y = k.a b.x+c Tendríamos que hallar los valores de k, b y c 4.- Si los datos de una variable crecen (x) y los datos de la otra variable (y) crecen de una forma lenta y cada vez menor, el resultado del modelo matemático es una función logarítmica: y = k.log (a.x + b) Tendríamos que hallar los valores de k, a y Angel Prieto Benito Matemáticas Aplicadas CS I 11