calculo.cc

Aplicaciones de funciones

El perímetro de un rectángulo es   30 m .  Expresa el área del rectángulo en función de su largo y halla su dominio.


Estblecemos las dimensiones del rectángulo:     x = largo  ,  y = ancho


perímetro del rectángulo


Perímetro:     2x + 2y = 30     ⇔     x + y = 15     ⇔     y = 15 - x


Área:     A = xy


Sustituimos por y = 15 - x en la ecuación del área y despejamos:


            A = x(15 - x) = 15x - x2


La función del área según la variable x es:


            A(x) = 15x - x2


Dominio:


La variable x tiene que ser positiva ya que se trata de una magnitud de dimensión, por tanto:    x ≥ 0


Además, el valor del largo no puede ser mayor que 15, ya que en ese caso el ancho sería negativo (y = 15 - x).


Dom(A) = [0 , 15]

Se considera un cuadrado de lado   x   y un triángulo equilátero de área  S . El lado del triángulo es igual a la diagonal   (d)  del cuadrado. Se pide:

a)   Expresar  d  en función   (f1)  de  x .

b)   Expresar  S  en función  (f2)  de  d .

c)   Expresar  S  en función  (f)  de  x .

Halla el dominio de cada función.


cuadrado y triángulo


a)   Expresar  d  en función   (f1)  de  x .  Halla el dominio de la función.


   Aplicando el teorema de Pitágoras a la diagonal del cuadrado obtenemos:


            teorema de Pitágoras

   Como las magnitudes tienen que ser valores positivos:     Dom(f1) = [0 , ∞)


b)   Expresar  S  en función  (f2)  de  d .  Halla el dominio de la función.


   Para calcular el área del triángulo (S) necesitamos su altura.


   Aplicando el teorema de Pitágoras a la altura del triángulo obtenemos:


            teorema de pitágoras


            altura triángulo

   Ahora calculamos S:


          área triángulo

   Como las magnitudes tienen que ser valores positivos:     Dom(f2) = [0 , ∞)


c)   Expresar  S  en función  (f)  de  x .  Halla el dominio de la función.


   Por el apartado  b):     S = f2(d)


   A su vez, por el apartado  a) tenemos que:     d = f1(x)


   Sustituyendo:


          área triángulo


          área triángulo

   Como las magnitudes tienen que ser valores positivos:     Dom(f) = [0 , ∞)

En una circunferencia de   7 cm   de radio se inscribe un rectángulo de base  x . Expresa el área en función de  x . ¿Cuál es su dominio?


rectángulo inscrito


Si el radio de la circunferencia es de 7 cm, su diámetro medirá:     14 cm


Aplicamos el teorema de Pitágoras al diámetro de la circunferencia:


            teorema de pitágoras


Para obtener una expresión en función de la variable   x ,  despejamos la variable  y :


            teorema de pitágoras


El área del rectángulo viene dada por la función:


            área rectángulo


Al ser x la medida de un lado del rectángulo, el dominio de la función es:


            Dom(f) = [0 , 14]

De un cuadrado de   10 cm   de lado, se cortan en las esquinas triángulos rectángulos isósceles cuyos lados iguales miden  x .

octógono

a)   Escribe el área del octógono que resulta en función de  x .

b)   ¿Cuál es el dominio de esa función? ¿Y su recorrido?


a)   Escribe el área del octógono que resulta en función de  x .


   Podemos calcular el área del octógono restando:


           A = (Área cuadrado)  -  (Área de los 4 triángulos)


Calculamos el área de uno de los triángulos (los 4 son iguales):

            área triángulo

Área del cuadrado:


            Ac = 102 = 100


Área del octógono:


            área octógono


b)   ¿Cuál es el dominio de esa función? ¿Y su recorrido?


Como el lado del cuadrado mide   10 cm. ,  la variable   x   podrá valer como máximo la mitad del lado, es decir  5 cm. :      Dom(f) = [0 , 5]


Y su recorrido:      Im(f) = [50 , 100]

El radio de una circunferencia mide   5 cm .  Expresar el área de un triángulo isósceles inscrito en el mismo en función de la medida   x  de la semibase. ¿Cuál es el dominio?


triángulo inscrito


Para calcular el área del triángulo necesitamos conocer el valor de la altura :      h = r + a


El radio  r   lo conocemos, así que vamos a calcular  a  aplicando el teorema de pitágoras:

            teorema de pitágoras

Altura del triángulo:

            altura triángulo

Área del triángulo:

            área triángulo

El área del triángulo viene dado por la función:

            área triángulo

La función que determina el área está bien definida en:


            Dom(f) = [0 , 5]

Se quieren construir cajas de base cuadrada cuyo volumen debe de ser de   15 litros .  Expresa la altura de la caja en función del lado de la base   x .  Expresa también el área total de la caja en función de   x .

prisma

Volumen de la caja:

            volumen prisma

La altura de la caja viene dada por la función:

            altura prisma

Ésta función está bien definida en:      Dom(f) = (0 , ∞)


Área total de la caja (S):


            S = 4 · (Área lateral) + 2 · (Área de la base)

            área prisma

La superficie de la caja viene dada por la función:


            superficie prisma

La función que determina la superficie de la caja está bien definida en:      Dom(g) = (0 , ∞)

Un comerciante quiere construir barriles de forma cilíndrica que tengan   20 litros   de capacidad. Expresar la altura del barril en función del radio de la base  r . Expresar también el área total del barril en función del radio r .

cilindro

Como conocemos el volumen del cilindro, vamos a usar la fórmula del volumen y despejamos la altura   h :


          V = (Área de la base) · (altura)

          volumen cilindro

La altura del cilindro viene dada por la función:

          altura cilindro

Esta función está bien definida en:      Dom(f) = (0 , ∞)



Hallamos la superficie, o área total, del cilindro:


          S = 2 · (Área de la base) + (Área lateral)


          Área de la base:      πr2


          Área lateral:      2πr · h


          superficie cilindro


El área total del cilindro viene dado por la función:

          superficie cilindro

Esta función está bien definida en:      Dom(g) = (0 , ∞)