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lunes, 20 de julio de 2015

Problema 140

Un escritor ha publicado 28 novelas, de las que 16 han sido best seller. Decide que cuando el 60% de sus novelas sean best seller, dejará de publicar.


¿Cuántas novelas más deberá publicar como mínimo?

Solución:

Supongamos que las siguientes x novelas que escriba serán best seller, y con ellas obtendrá ese porcentaje.

Eso implica que 16 + x es el 60% de 28 + x. Por tanto:

0,6 · (28 + x) = 16 + x

16,8 + 0,6 x = 16 + x

0,8 = 0,4 x

x = 0,8/0,4 = 2

De esta forma concluimos que, como mínimo, debe escribir dos novelas más.

sábado, 20 de junio de 2015

Selectividad 2015 Murcia


PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD–MURCIA–JUNIO-2015
MATEMÁTICAS APLICADAS A LAS C.C.SS. II
OPCIÓN A


CUESTIÓN A1. Dadas las matrices:

a)Calcula Bt + 2C.
b)Halla la matriz X que cumple AX = Bt + 2C, siendo:


Solución:

a) 


b)
Este sistema es equivalente a:


Por tanto:

CUESTIÓN A2. Dada la función:


calcula:


a)Los intervalos de crecimiento y decrecimiento.
b)Los máximos y los mínimos relativos.
c)Los puntos de corte con los ejes.

Solución:

a)Al tratarse de una función polinómica, el dominio es el conjunto de todos los números reales. Para hallar los intervalos de monotonía, igualamos a cero la derivada de la función y resolvemos la ecuación que se obtiene:

f´(x) = 0
x – x2 = 0
x(1 – x) = 0

Las soluciones de la ecuación son x = 0 y x = 1, puntos en los que puede haber extremos relativos.

Si x < 0, x(1 – x) < 0, es decir, f´(x) < 0
Si 0 < x < 1, x(1 – x) > 0, es decir, f´(x) > 0
Si x > 1, x(1 – x) < 0, es decir, f´(x) < 0

Así:

f(x) es estrictamente creciente en el intervalo (0, 1) y es estrictamente decreciente en los intervalos (- ∞,0) y (1, + ∞)

b)Los puntos en los que se anula la derivada de la función f(x) son x = 0 y x = 1. Vemos el signo que toma la segunda derivada de la función en estos puntos:

f´´(x) = 1 – 2x
f´´(0) = 1 > 0, por lo que se alcanza un mínimo relativo
f´´(1) = - 1 < 0, por lo que se alcanza un máximo relativo

Además, f(0) = 0 y f(1) = 1/2 - 1/3 = 1/6, luego tenemos un mínimo relativo que es el punto (0, 0) y un máximo relativo que es el punto (1, 1/6).

c)El punto de corte con el eje Y es el que corresponde al valor de  x = 0, es decir el punto (0, 0).

Calculamos los puntos de corte con el eje X, para lo que debe cumplirse que f(x) = 0.


Así, los puntos de corte con el eje X son: (0,0) y (3/2, 0).


CUESTIÓN A3. Halla una primitiva F(x) de la función f(x) que cumpla que F(1) = 0, siendo f(x) = x3 – 2x2 + x – 2.

Solución:

Hallamos la integral indefinida de f(x):


La primitiva F(x) será aquella cuyo valor de K haga que se cumpla la condición pedida.


Por tanto:



CUESTIÓN A4. La probabilidad de aprobar la asignatura A es 2/3 y la de aprobar la asignatura B es 1/2. Además, la probabilidad de aprobar las dos es 1/4.

a)Halla la probabilidad de no aprobar ninguna de las dos asignaturas
b)Calcula la probabilidad de aprobar A pero no B.

Solución:

Si P(A)= 2/3 es la probabilidad de aprobar A, la de no aprobarla es P(Ac) = 1 – 2/3 = 1/3.

Análogamente, si P(B)= 1/2 es la probabilidad de aprobar B, la de no aprobarla es P(Bc) = 1 – 1/2 = 1/2.

Sabemos además, que la probabilidad de aprobar A y B es 1/4. Así, podemos colocar estos datos en la tabla siguiente:


Y, a partir de ellos, completamos los datos que faltan en la tabla:


Por tanto, ya tenemos las soluciones de ambos apartados:

a)  La probabilidad de no aprobar ninguna de las dos asignaturas es 1/12.
b)  La probabilidad de aprobar A pero no B es 5/12.


CUESTIÓN A5. Un estudio sociológico afirma que la proporción de estudiantes de una población es 2/5. Si en una muestra aleatoria de 700 individuos de la población hay 100 estudiantes, ¿puede admitirse a un nivel de confianza del 99% la afirmación del estudio?

Solución:

Se trata de un contraste de hipótesis bilateral, con las siguientes hipótesis:
Como en la muestra de n = 700 individuos de la población hay 100 estudiantes, tenemos que:

Como el nivel de confianza es del 99%, tenemos que:


Utilizando la tabla de la distribución normal, resulta:


Por tanto, el intervalo de aceptación es (- 2,575, 2,575).

Calculamos el estadístico de contraste para ver si pertenece o no a dicho intervalo:


Este valor no pertenece al intervalo de aceptación y, por ello, se rechaza la hipótesis de que la proporción de estudiantes de la población es de 2/5.

jueves, 14 de mayo de 2015

Optimización

Dado un cilindro de 4 m3 de volumen, calcula sus dimensiones para que sea mínima su área.


Solución:


Si llamamos r al radio de su base y h a su altura, tenemos que el volumen del cilindro es:


Su área, que es la función que debemos minimizar, es:




Para que dependa de una sola variable, sustituimos la h por la expresión que se obtiene al despejarla de la ecuación del volumen:


Derivamos e igualamos a cero, en busca de extremos relativos:


Calculamos la segunda derivada:


Al sustituir en ella el valor obtenido de r, resulta un valor positivo, por lo que en dicho punto se alcanza un mínimo.

El valor de h correspondiente a ese valor de r es:
Así, sus dimensiones han de ser:





Problema 95

Lucía es una monitora de tenis que decide abrir una escuela para niños de edades comprendidas entre cinco y catorce años, y realiza un estudio de costes de mantenimiento de la escuela obteniendo el número mínimo de alumnos que debe tener para que sea rentable. El curso empieza en Octubre con los alumnos que habían realizado la inscripción y cuyo número coincide justamente con el número mínimo que Lucía había obtenido.

A mitad de mes se inscriben cinco niños más, y al comenzar Diciembre se incorporan otros 15 alumnos a la escuela. Al irse de vacaciones se dan de baja un 20 % de los alumnos que se incorporaron después de comenzar el curso y, una vez que vuelven de las vacaciones de Navidad, 11 alumnos abandonan por ser un invierno muy frío. En Abril se inscriben en la escuela tantos alumnos como los que se inscribieron durante la segunda semana de Octubre y el mes de Diciembre, llegándose al final de curso con un grupo de 40 niños.

¿Cuál era ese número mínimo de alumnos necesario para Lucía y  que fue con el que empezó las clases de tenis?

Solución:

Empezando desde atrás tenemos la solución.

Partimos del número 40, que es el número final de alumnos, y siguiendo cada paso hacia atrás, como se indica en el siguiente esquema, obtenemos que el número inicial de alumnos era 25.


martes, 5 de mayo de 2015

Problema 86

En un taller de impresión se quiere elaborar una partida de 300 invitaciones de boda, impresas por las dos caras.


En el taller disponen de dos máquinas.

En la primera máquina caben dos invitaciones a la vez y se imprimen al mismo tiempo las dos caras de ambas tarjetas, en un periodo de 30 segundos.

En la segunda caben tres invitaciones a la vez, pero sólo se imprimen por una de sus caras, en un período de 20 segundos.

Está comprobado que, en cualquiera de las máquinas impresoras, se tarda 5 segundos en introducir una tarjeta y otros 5 en sacarla. Además, para dar la vuelta a una tarjeta, antes de volverla a introducir en la máquina, se precisa un tiempo de dos segundos.


1. ¿Con qué máquina se tardará menos tiempo en imprimir esa partida de invitaciones?

2. ¿Cuál es ese tiempo mínimo necesario?


Solución:

1. El esquema utilizado es:

   1ª máquina: introducir dos tarjetas - 10 segundos
                     impresión - 30 segundos
                     extracción de dos tarjetas - 10 segundos

   TOTAL - 50 segundos para obtener dos tarjetas (25 por tarjeta)

   2ª máquina: introducir 3 tarjetas - 15 segundos
                     impresión de una cara - 20 segundos
                     extraer 3 tarjetas - 15 segundos
                     darles la vuelta - 6 segundos
                     introducir 3 tarjetas - 15 segundos
                     impresión de la otra cara - 20 segundos
                     extraer 3 tarjetas - 15 segundos

   TOTAL - 106 segundos para 3 tarjetas (106/3 por tarjeta)

   Por tanto, se tarda menos tiempo con la primera máquina.

2.El tiempo mínimo, conseguido con la máquina primera, es de 150·50 segundos = 7500 segundos = 2 horas y 5 minutos.


Sin embargo, con la otra máquina se necesitarían 100·106= =10600 segundos = 2 horas, 56 minutos y 40 segundos.

Problema 85

En un ayuntamiento se están imprimiendo unos trípticos para presentar una exposición de un artista local. Uno de los encargados de tal misión le pregunta a uno de sus ayudantes:”¿cuántos se imprimieron para la exposición anteior?”. 

Este le responde:”no sé cuántos exactamente, pero recuerdo que muy pocos más de 5000, y además recuerdo que si dividía el número entre cada uno de los naturales comprendidos entre 2 y 9, ambos incluidos, siempre me daba 1 el resto de la división”.

¿Cuánto trípticos habían imprimido para aquella exposición?
Solución:
Calculamos el mínimo común múltiplo de los números comprendidos entre el 2 y el 9:
m.c.m.(2,3,4,5,6,7,8,9)= 8·9·5·7 = 2520
Si x es el número de los trípticos impresos, para que el resto de todas las divisiones mencionadas sea 1, está claro que x-1 debe ser múltiplo de 2520.
Como x era muy cercano a 5000, debe ocurrir que x-1 sea el doble de 2520, es decir, 5040. 
De esta forma, se deduce que se imprimieron x = 5041 trípticos.

viernes, 1 de mayo de 2015

Optimización

Se va a construir un depósito cilíndrico de aluminio para almacenar 2000 litros de agua. ¿Cuáles deben ser sus dimensiones para que la cantidad de aluminio utilizada sea mínima?


Solución:

Si llamamos r al radio de la base y h a la altura del cilindro, sabiendo que su volumen debe coincidir con los 2000 litros de agua, obtenemos que:


Y de aquí, podemos despejar su altura:  h = 2000/πr2

La función que queremos minimizar es la superficie del cilindro, es decir:
S = 2 π r2 + 2 π r h

Para que la función dependa de una sola variable, sustituimos la altura por la expresión despejada anteriormente:


Derivamos e igualamos a cero, en busca de extremos relativos:


Comprobamos si en este punto se alcanza un extremo, sustituyendo en la segunda derivada de la función:


Así, queda comprobado que la función alcanza un mínimo relativo en este valor de r. Y la altura correspondiente es:


Por tanto, el gasto en aluminio será mínimo si las dimensiones del depósito son:


(Puede observarse que la altura del cilindro coincide con el diámetro de su base)

sábado, 25 de abril de 2015

Optimización

Halla las dimensiones que hacen mínimo el coste de un contenedor que tiene forma de paralelepípedo rectangular, sabiendo que su volumen ha de ser 9 m3, su altura 1 m y que el coste por m2 es de 50 € para la base, 60 € para la tapa y 40 € para cada pared lateral.



Solución:


Llamamos x, y, a las dimensiones de la base.

El volumen del depósito es V = x·y·altura = xy = 9 m3, de donde se deduce que y = 9/x

El coste de la base será 50xy, el de la tapa 60xy, y el de las paredes laterales 40(2x + 2y).
Así, la función que se quiere optimizar es:

C = 50xy + 60 xy + 40(2x + 2y) = 110xy + 80(x + y)

Pero, para dejarla en función de una sola variable, utilizamos la expresión de y en función de x:
Derivamos e igualamos a cero para determinar posibles extremos relativos:

(Observamos que la solución x= -3 no es factible al tratarse de la longitud de un lado).
Para comprobar si se trata de un mínimo, calculamos la segunda derivada de la función:


Así, la función C alcanza un mínimo en x = 3, por lo que y = 3 también. Es decir, que el coste es mínimo cuando la base del contenedor es un cuadrado de lado 3 m.