viernes, 15 de febrero de 2019

En un tiempo…


Proyecto Integrador
En un tiempo…
Para realizar este proyecto, es necesario leer y comprender los temas: “Funciones”, “La antiderivada”, “Teorema fundamental del Cálculo” y “La derivada en la explicación de fenómenos naturales y procesos sociales cuantificables”.
¿Qué producto entregarás?
Una presentación con diapositivas donde respondas a los planteamientos realizados: la gráfica de la función principal, tu respuesta a las preguntas del punto tres, las gráficas correspondientes que representan la recolección de tapas: pendiente, ecuación de la recta secante y la recta tangente, con tu explicación en un audio.
Ahora ya puedes escuchar tu actividad en el siguiente Podcast:
¿Qué hacer?
1. Analiza el siguiente problema y de acuerdo con lo que has revisado en las unidades anteriores, desarrolla y responde el planteamiento, además de explicar tu solución paso a paso.
Una asociación contra el cáncer de niños se encarga de recolectar tapas desechables con el propósito de venderlas y así obtener una cantidad de dinero extra para continuar con su labor.
Según su estadística, la ecuación que representa el número de tapas a recolectar es la siguiente f(x)= -x2 + 12x donde f(x) señala la cantidad de tapas recolectadas y "x" representa el tiempo en semanas. Ligado a esto, la asociación ya cuenta con 30,000 tapas que ha recolectado por su cuenta.
2. Desarrolla la ecuación, para obtener los puntos que deberás marcar posteriormente en los ejes X y Y de una gráfica que represente el número de tapas recolectadas.
3. Realiza la gráfica que representa la ecuación, y responde las siguientes preguntas:
a) ¿En qué momento se recolecta el máximo número de tapas? ¿Cuántas tapas se recolectan?
b) ¿En qué momento ya no se recolectan tapas? Justifica tu respuesta, desarrollando la formula y no olvides que los resultados son en miles.
Datos:
Función: f(x)= -x2 + 12x
a= -1
b= 12
c= 0
Fórmula:
c) ¿Cuál es la relación que existe entre el tiempo y el número de tapas que se juntaron?
d) ¿Cuál sería el total de tapas en el punto máximo, en conjunto con lo ya obtenido por la asociación con anterioridad?
Nota: : Para incluir la gráfica en tu presentación puedes usar la cámara de tu celular y tomar una fotografía. Es importante que recuerdes que la gráfica debe ser elaborada a mano mediante el proceso revisado en el tema de “Funciones” de la semana 1.
4. Obtén la ecuación de la recta secante e intégrala en la misma grafica de la parábola anterior. Considera que para la recta tendrás que usar los siguientes valores y la fórmula de la pendiente que pasa por dos puntos:
x1 = 5
x2 = 6
5. En la gráfica anterior, donde la recta secante toca la curva (parábola), desarrolla la ecuación de recta tangente y elabora su respectiva gráfica, la cual pasa por el punto máximo de la función. Recuerda que la pendiente la puedes obtener derivando la función y evalúa en el punto dado (punto máximo).
6. Al finalizar, debes obtener una gráfica que integre dos rectas y una curva. Responde en un audio a los siguientes planteamientos relacionándolo con los datos obtenidos en tu actividad:
e) ¿Qué relación existe entre el punto máximo alcanzado (la recta tangente) y su pendiente?
f) ¿Qué relación existe entre la recta secante y la tangente con base a la función original?
7. Para tu presentación se sugiere el siguiente orden:
5. Guarda el documento con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M18S4_enuntiempo


En un tiempo...


viernes, 1 de febrero de 2019

Malthus


Malthus

Para realizar esta actividad es necesario que hayas revisado el Tema 2. “Antiderivada” correspondiente a la Unidad 2 del contenido extenso: “La derivada en la explicación de los fenómenos naturales y procesos sociales”, ahí encontrarás los referentes teóricos que te permitirán realizar esta actividad.

¿Qué producto entregarás?

Un documento en donde integres el desarrollo de lo que se pide, argumentando cada paso que se realiza, además de dar el bosquejo (dibujo a mano) de la gráfica que te resulte.

¿Qué hacer?

1. Introducción. Lee atentamente para conocer la relación de la la aplicación del modelo de Thomas Malthus, economista inglés en 1798, y el uso de la antiderivada.

En esencia, la idea de este modelo matemático de Malthus es la hipótesis de que la tasa de crecimiento de la población sin freno de un país crece en forma proporcional y constante P(t),  en cualquier momento (t en años). En otras palabras, mientras más personas haya en el momento t, habrá más personas en el futuro. En términos matemáticos, esta hipótesis se puede expresar:

Donde el símbolo (alfa) indica que ambas cantidades son proporcionales y k es esa constante de proporcionalidad. 

Este modelo no tiene en cuenta otros factores (por ejemplo, inmigración y emigración) que pueden influir en las poblaciones humanas, haciéndolas crecer o disminuir, pero predijo con mucha exactitud la población de Estados Unidos desde 1790 hasta 1860. La ecuación diferencial anterior aún se utiliza con mucha frecuencia para modelar poblaciones de bacterias y de animales pequeños durante cortos intervalos.

Como se mencionó una de las aplicaciones principales de la antiderivada es la solución de ecuaciones diferenciales, si nos planteamos la ecuación anterior P' (t) = kP (t) podemos ponerla en la forma de diferencial, teniendo la ecuación:

dP = kP (t) dt

Para profundizar en el principio de población de Malthus puedes estudiar el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=2nWSW3SA-no

Ahora como la P es la variable dependiente podemos pensarla como solo y = P(t), de esta manera dP = dy y acomodando la ecuación anterior en términos de y nos resulta:

dy = kydt

Tenemos una igualdad entre dos diferenciales, para que cada lado tenga las mismas variables pasamos la y del lado derecho al lado izquierdo:

En este punto la ecuación está en forma de diferenciales y cada uno de los lados de la igualdad está en términos de una sola variable, para obtener las respectivas funciones que tienen esos diferenciales es necesario obtener su antiderivada.

2. Integra las funciones en cada lado de la igualdad para hallar la solución de la ecuación diferencial, que lleva la ecuación de Malthus, argumentando los pasos de la solución. No olvides que cada función tiene su propia constante de integración:

Una vez que tengas las respectivas antiderivadas en la identidad despeja la variable y para que sea una función en términos de t, debes recordar las propiedades de las funciones necesarias. Tu proceso debe conducir a esta ecuación que es el modelo de Malthus:

y=Cekt

Donde la variable K representa la tasa de crecimiento de la población.

3. Desarrollo. Con la aplicación de la antiderivada del modelo de Malthus, sigue el planteamiento y resuelve lo que se indica:

Suponiendo que la población inicial que se está considerando es de 360 individuos, determina el valor de C.

Si tenemos que k=0.4, y con la ecuación se estima el tamaño de la población dentro de 15 años. Bosqueja una gráfica a mano.

Para su presentación, expón todo el proceso en un archivo de procesador de textos e inserta la imagen de la gráfica.

4. Integra tus pasos en un solo documento y súbelo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M18 S3 AI6_Malthus

 Malthus


Concentración de CO2 en una función


Concentración de CO2 en una función

Para realizar esta actividad es necesario que hayas revisado el Tema 1. “Diferencial”, que corresponde a la Unidad 2 “La derivada en la explicación de los fenómenos naturales y procesos sociales”, ahí encontrarás los referentes teóricos que te permitirán realizar esta actividad.

¿Qué producto entregarás?

Un documento donde presentes el planteamiento, solución y respuesta argumentada a la pregunta planteada.

¿Qué hacer?

1. Lee con detenimiento la siguiente situación:

El cambio climático es un fenómeno con efectos sobre el clima, está asociado a la intervención humana por la producción y acumulación de gases de efecto invernadero, como el CO2, en la atmosfera.

El observatorio del volcán Mauna Loa, en Hawái, se dedica al monitoreo de la concentración de CO2 sobre la superficie de los mares, teniendo un registro desde el año 1980 hasta 2015. Con base en un proceso estadístico, similar al que se revisó en el Módulo 17, fue posible establecer un modelo matemático que aproxima la concentración del CO2, por año.

A continuación se muestra una gráfica de los datos obtenidos por este centro de monitoreo1 del promedio anual de CO2 sobre la superficie del mar, para más información puedes consultar la página del observatorio directamente.

Para pensar esta función de crecimiento se considera el año 1980 como el inicio de la medición de tiempo, es decir, se toma como t = 0, a partir de este punto comienza a avanzar la variable temporal, por último se ajustan las escalas para que los ejes tengan el mismo tamaño entre cada valor, esto, porque es la forma más común de trabajarlo, de manera que la gráfica resultante es:

Usando herramientas de Excel se ha generado un ajuste exponencial (en el Módulo 17 de Estadística se trabajaron ajustes lineales), dado por:

Para comprender mejor los elementos de esta función puedes apoyarte del video: 

https://www.youtube.com/watch?v=zcs6JXHZQtI
f(t)=339.08e0.006t

La gráfica de este ajuste se presenta en la siguiente figura:

2. Ahora analiza haciendo uso del modelo exponencial propuesto como la función que define la concentración de CO2 y aplicando diferenciales. Luego debes aplicar y solucionar lo siguiente:

a) Aproxima el cambio en la concentración de CO2 en los mares de 1980 a 1985.

Utiliza la diferencial de una función para encontrar el cambio de o a 5:

b) Determina la ecuación de la recta tangente a la gráfica del ajuste exponencial, es decir, a f(x)=339.08e0.006t, en el punto t=0, y úsala para aproximar la concentración de CO2 en t = 5.

c) Compara tu resultado con lo obtenido en el inciso anterior, respondes ¿qué conclusiones puedes generar al observar estas mediciones?

3. Integra tu desarrollo, con la gráfica, en un documento (de preferencia en procesador de textos) y súbelo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M18 S3 

AI5_ConcentraciondeCO2enunafuncion

 Concentración de CO2 en una función


Secante y tangente


Secante y tangente

Para realizar esta actividad es necesario que hayas revisado los temas 4 “Razón de cambio” y 5 “Derivada”, de la Unidad 1 del contenido extenso, ya que ahí encontrarás los referentes teóricos que te permitirán realizar esta actividad.

¿Qué producto entregarás?

Un documento, en procesador de textos, donde presentes el desarrollo para la resolución de cada punto con sus gráficas correspondientes, para la recta secante y la tangente.

¿Qué hacer?

Imagina que es posible generar una función que modela para x toneladas de jitomate el costo necesario de su producción f(x). Supongamos que la función que modela el costo por toneladas está dada por:

f(x) = 6x2 + 5x

Recuerda que las funciones son usadas para modelar el comportamiento de algún fenómeno y así poder estimar los valores de la función cuando hay una variación en x. La fórmula para calcular la pendiente de la recta secante a una función dada es:

Ahora resuelve lo que se te pide:

A partir de la fórmula mencionada, determina la pendiente (m) de la recta secante para la función de costo de producción de 8 a 10 toneladas.

Para ello, recuerda lo siguiente:

• Utiliza la pendiente m de la recta secante para calcular la razón de cambio promedio del costo de jitomate de 8 a 10 toneladas. Recuerda que X1 será el primer valor de las toneladas y X2 el subsecuente.

• Luego sustituye los valores y obtén la pendiente de la recta secante. La pendiente de la recta secante por dos puntos de la gráfica de la función se interpreta como la razón promedio de cambio del costo por tonelada.

2. Realiza la gráfica de la recta secante de la función x = 1.
f(x) = 6x2 + 5x

La gráfica de la recta secante con x=1 se debe derivar a partir de la función de costo de producción:

Función de costo de producción

f(x) = 6x2 + 5x

Función de costo de producción derivada

f´(x) = 12x + 5

3. En seguida saca la recta tangente y represéntala en una gráfica.

Recuerda que si quieres obtener y y realizar la gráfica de la recta tangente debes utilizar la función del costo de producción y sustituir el valor de x=1.

Posteriormente utiliza esta fórmula para obtener la tangente despejando y.

Al realizar la gráfica emplea una tabla con un rango de x de -2 a 2 como se muestra en el ejemplo.

4. Integra tus procesos y gráficas (pueden ser a mano, en Excel o con otro programa especializado) en un solo archivo y súbelo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M18 S2 AI4 Secante y tangente


 Secante y tangente

La derivada y su función


La derivada y su función

Para realizar esta actividad es necesario que hayas revisado los Temas: 4. “Razón de cambio” y 5. “Derivada” del contenido extenso, de la Unidad 1 “El movimiento como razón de cambio y la derivada” del contenido extenso, ya que ahí encontrarás los referentes teóricos que te permitirán realizar esta actividad.

¿Qué producto entregarás?

Un documento en procesador de texto donde presentes la respuesta argumentada a las dos preguntas planteadas.

¿Qué hacer?

1. Lee con atención la siguiente situación:

Supongamos que el costo de la producción en pesos de x toneladas de jitomate está dada por la siguiente función: c (x) = 2x2 - 6x

Es decir, para producir 500 toneladas de jitomate se necesitan c (500) = 2 (500)2 - 6(500) = 497,000 (cuatrocientos noventa y siete mil pesos).

Si queremos saber cuánto se deberá pagar si se incrementa la producción a 30 toneladas más, hay que derivar la ecuación de la producción total y así obtener el costo del incremento de la producción. Para ello, se puede realizar el siguiente proceso:

Se deriva la función del costo de producción
c(x)= 2x2- 6x

Para derivarla se utiliza la siguiente fórmula, que es para realizar una derivada de un polinomio:
El resultado o la derivada de la función de producción total es:

2. A partir de lo anterior, responde:

• ¿Cuánto deberá pagarse por aumentar a 30 toneladas la producción, es decir, por producir 530 toneladas de jitomate?
• En esta situación ¿para qué se aplicó la derivada de la función de producción total?

3. Integra tus respuestas en un documento y súbelo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M18 S2 AI3 La derivada y su función

 La derivada y su función


Límites


Límites

Para realizar esta actividad, es necesario leer y comprender el Tema 2 “Límites” correspondiente a la Unidad 1 “El movimiento como razón de cambio y la derivada”, con el cuál analizarás un problema y organizarás las respuestas en el espacio correspondiente.

¿Qué producto entregarás?

Un documento, en procesador de textos, con la resolución de las funciones según el procedimiento que creas necesario.

Ahora ya puedes escuchar tu actividad en el siguiente Podcast:

¿Qué hacer?

1. Revisa y analiza el siguiente video:

“Técnicas para calcular límites” 

https://youtu.be/ZIh34mB_J0Q

2. Tomando como base los procedimientos mencionados en el video, desarrolla en un documento de procesador de textos, la solución de las siguientes funciones:

Nota: En caso de que no se pueda realizar, explica las razones.

3. En el mismo archivo que elaboraste el procedimiento anterior, tabula y grafica con un rango para el eje x de -8 a 9, cada una de las siguientes funciones:

Para conocer cómo tabular en Excel puedes apoyarte del siguiente video llamado “Grafica de funciones en Excel” https://youtu.be/oBE4susyH_o

Si necesitas ayuda para realizar la potencia y logaritmos en Excel, te recomendamos el video:

https://www.youtube.com/watch?v=rloRY9Hlikg

4. Incluye los desarrollos de las funciones en el mismo archivo.

5. Incluye un ejemplo de la aplicación de tabulaciones y graficas de este tipo de funciones en la vida cotidiana.

6. Guarda el archivo y súbelo a la plataforma con el nombre:

Apellidos_Nombre_M18S1_Limites

 Límites


Las funciones


Las funciones

Para realizar esta actividad, es necesario que estudies el Tema 1 “Funciones”, correspondiente a la Unidad 1 “El movimiento como razón de cambio y la derivada”.

¿Qué producto entregarás?

Un documento en el que desarrolles y soluciones diferentes funciones.

Ahora ya puedes escuchar tu actividad en el siguiente Podcast:

¿Qué hacer?

1. Lee y analiza los planteamientos a y b, posteriormente en un archivo de procesador de textos, desarrolla y resuelve cada uno de ellos.

a) Una bala se dispara desde el piso formando una trayectoria tipo parábola, donde su ecuación es: y = -x2 + 13x – 30.
Resuelve:
¿En qué punto, la bala, alcanzó su altura máxima?
Determina los puntos desde donde fue lanzada la bala, así como el punto en donde cayó.

Reflexiona y describe un ejemplo de la aplicación de este tipo de funciones en la vida cotidiana.

b) En condiciones ideales, una colonia de bacterias se cuadruplica cada tres horas, supóngase que hay a (Número Natural) cantidad de bacterias:

Resuelve:

Obtén la función que modela el comportamiento de la colonia y justifica el porqué de esta elección.

¿Cuál es el tamaño de la población después de 12 horas?

¿Cuál es el tamaño de la población después de t horas?

Da un aproximado de la población después de 48 horas.
Propón un número de bacterias para replantear los incisos anteriores y resuélvelos.

Reflexiona y describe un ejemplo de la aplicación de este tipo de funciones en la vida cotidiana.

2. Guarda el documento y sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M18S1_lasfunciones

 Las funciones