jueves, 16 de diciembre de 2010

Reglas de las Derivadas

Nombre

Enunciado
(La regla de derivación expresada en palabras)

Función

(Es una generalización)

Función derivada

Ejemplo

Función

Derivada

Planificación y argumentación

Derivada de una constante
La derivada de una constante es cero.
y = k
y’ = 0
y=ln(2)

y’ =0

Analizo la función, observo que es un número real, no depende de ninguna variable, por lo tanto su derivada es cero.
Derivada de una potencia
(exponente un número real)




La derivada de una función con exponente de un número entero, es igual al producto de el exponente y la variable, elecado al exponente inicial menos 1.








Y=xn

y’ = n xn-1
Y= x^6

Y’=6x^5

Se debe modificar y bajar el exponente de tal manera que éste multiplique a la variable  respecto a la cual estamos derivando, luego al mismo exponente se le resta la unidad  (n).

Derivada de una constante por una función

La derivada de una constante por una función es la misma constante por la derivada de la función.
y=k f(x)
Y’= k f’(x)

Y= 6x^4

Y’=6.4x^3
Y’=24x^3

Estudio las características de la función, si es el producto de una constante por una función, derivo la función y la multiplico por la misma constante.
Derivada de una suma de  funciones

La derivada de una suma  (o diferencia ) de funciones es la suma (o la diferencia) de las derivadas
Y= f(x)+/-g(x)

Y’= f’(x)+/-g’(x)

y = 3+2x^5
y’=0+10x^4

y’= 10x^4
Primero se determinan las derivadas de las funciones por separado, y luego se suman para luego lograr de resultado la derivada.
Derivada de un producto de  funciones

La derivada de una producto de funciones es la derivada de la primera función por la segunda sin derivar, más la derivada de la segunda función por la primera sin derivar
Y=f(x).g(x)

Y’=f’(x)g(x)+f(x)g’(x)

Y’=(x^2+5)(x^3)

Y’=(x^2+5)’(x^3)+(x^2+5)(x^3)’

Y’=(2x)(x^3)+(x^2+5)(3x)

Y’=2x^4+3x^3+15x

Se coloca la derivada de la primera por la segunda original, sumando a la primera original por la derivada de la segunda. Se resuelve la derivación.
Derivada de un cociente
de  funciones

La derivada de un cociente de funciones es un fracción que tiene por numerador  la derivada  del númerador por el denominador sin derivar, menos la derivada del denominador por el numerador sin derivar, todo dividido entre el denominador original al cuadrado
Y= f(x)
      g(x)

Y’=f’(x).g(x) -f(x)g’(x)/g(x)

h(x) =  3x+1
          2x

h’(x)= (3)(2x)-(3x+1)(2)
    (2x) ^2 

h'(x)= 6x-6x+2
              4x ^2 

h'(x)= 1
            2x ^2

Se identifica la función que esta en el numerador y la que esta en el denominador. Se escribe la derivada del numerador por el denominador y se le resta el numerador por la derivada del denominador, y se divide todo entre el denominador elevado al cuadrado.
Derivada de logaritmo neperiano

La derivada de la función de logaritmo neperiano se obtiene al dividir la derivada de la función entre la función inicial sin derivar.
Y= ln(x)
Y=ln(u)

Y’= 1
       X
Y’= u’
      u

f(x)= ln( 2x^4-x^3+3x^2-3x)
f’(x)=  8x^3-3x^2+6x-3
      
  2x^4-x^3+3x^2-3

Se identifica que tipo de logaritmo es. Si la función es el logaritmo neperiano de x, para derivar se coloca uno entre x.
Y si es el logaritmo neperiano de una función se derivada  la función y se divide entre la misma función sin derivar.
Derivada de exponencial


La derivada de la función exponencial es igual a la misma función por el logaritmo neperiano de la base y por la derivada del exponente.
La derivada de la función exponencial de base e es igual a la misma función por la derivada del exponente.





Y=e^x
Y= a^x
Y=a^u

Y’=e^x
Y’=a^x.lna
Y’=u’.a^u.lna

 f(x)= 3^x


f(x) =2^(x^2)-1

f’(x)=3^x.ln3

f’(x)=2x. 2x^2-1.ln2

Se estudia que tipo de función, pueden existir varios tipos, es a^x se coloca la misma expresión multiplicando al logaritmo neperiano (Lne) de la base, Si es ex la derivada es la misma expresión, Si es del tipo a^u, se escribe la derivada del exponente por la expresión original por el logaritmo neperiano de la base.


Función trigonométrica
Derivada
y=cos (x)
y=sen(x)
y=tg(x)
y=ctg(x)
y=sec(x)
y=csc(x)


Y’=-sen x
Y’=cos x
Y’=sec^2 x
Y’=-csc^2 x
Y’=sec x .tan x
Y’=-csc x .cot x




















·       Antes de aplicar una regla de derivación, ¿qué debes hacer, independientemente de cuál sea la función?

Debes verla y considerar que derivada es y si lo es que clase de reglas puedes aplicar en ella para resolverla.

·       ¿Se puede aplicar la misma regla a todas las funciones? ¿Por qué?

No, puesto que existen varios pasos a seguir para poder resolver estos ejercicios y se deben de cumplir cada una de estas reglas para lograr obtener un resultado bueno.

·       ¿Se puede derivar una misma función utilizando reglas diferentes?. ¿Por qué?

Si se puede porque de acuerdo a las matemáticas se pueden utilizar varios tipos de estas reglas mencionadas para resolver estas operaciones pero claro siempre con el uso indicado de las reglas.

2) Estrategia para derivar funciones:

¿Que tipo de función es?

¿Que tipo de regla(s) de derivación puedo utilizar para resolverla?

Resuelvo la operación según las leyes establecidas

¿Se podría simplificar mas esta respuesta?... de no poder hacerlo mi ejercicio estaría completo, de poder hacerlo es que todavía me faltan pasos para completar mi ejercicio.


                                                    



viernes, 5 de noviembre de 2010

Hipérbola

La hipérbola:


Definición: Es el lugar geométrico de puntos, cuya diferencia de distancia a dos puntos (focos) es constante e igual a: 2a

| d(P,F) - d(P,l) |=2a

Elementos de la hipérbola:

Focos: Son los puntos fijos F y F'.
Eje focal: Es la recta que pasa por los focos.
Eje secundario o imaginario: Es la mediatriz del segmento .
Centro: Es el punto de intersección de los ejes.
Vértices: Los puntos A y A' son los puntos de intersección de la hipérbola con el eje focal.
Los puntos B y B' se obtienen como intersección del eje imaginario con la circunferencia que tiene por centro uno de los focos y de radio c.
Radios vectores: Son los segmentos que van desde un punto de la hipérbola a los focos: PF y PF'.
Distancia focal: Es el segmento de longitud 2c.

Eje mayor: Es el segmento de longitud 2a.

Eje menor: Es el segmento de longitud 2b.
Ejes de simetría: Son las rectas que contienen al eje real o al eje imaginario.
Asíntotas: Son las rectas de ecuaciones


Las asíntotas de la hipérbola se muestran como líneas discontinuas azules que se cortan en el centro de la hipérbola (curvas rojas), C. Los dos puntos focales se denominan F1 y F2, la línea negra que los une es el eje transversal. La delgada línea perpendicular en negro que pasa por el centro es el eje conjugado. Las dos líneas gruesas en negro paralelas al eje conjugado (por lo tanto, perpendicular al eje transversal) son las dos directrices, D1 y D2. La excentricidad e (e>1), es igual al cociente entre las distancias (en verde) desde un punto P de la hipérbola a uno de los focos y su correspondiente directriz. Los dos vértices se encuentran en el eje transversal a una distancia ±a con respecto al centro.

Excentricidad

La excentricidad mide la abertura mayor o menor de las ramas de la hipérbola.




Ecuación reducida de la hipérbola

Si el eje real está en el eje de abscisas las coordenadas de los focos son:
F'(-c, 0) y F(c, 0)


Ecuación de la hipérbola con los focos en el eje OY

Si el eje real está en el eje de abscisas las coordenadas de los focos son:
F'(0, -c) y F (0, c)

 

Ecuación de la hipérbola con eje paralelo a OX, y centro distinto al origen

Si el centro de la hipérbola es C(x0, y0) y el eje principal es paralelo a OX, los focos tienen de coordenadas F(X0+c, y0) y F'(X0-c, y0). Y la ecuación de la hipérbola será



Al quitar denominadores y desarrollar las ecuaciones se obtiene, en general, una ecuación general:
Donde A y B tienen signos opuestos.

Ecuación de la hipérbola con eje paralelo a OY, y centro distinto al origen

Si el centro de la hipérbola C(x0, y0) y el eje principal es paralelo a OY, los focos tienen de coordenadas F(X0, y0+c) y F'(X0, y0-c). Y la ecuación de la hipérbola será:
Al quitar denominadores y desarrollar las ecuaciones se obtiene, en general, una ecuación general:


Donde A y B tienen signos opuestos.


Ecuación de la hipérbola equilátera

Las hipérbolas en las que los semiejes son iguales se llaman equiláteras, por tanto a = b. Y su ecuación es:
Las asíntotas tienen por ecuación:
y=x, y=-x
Es decir, las bisectrices de los cuadrantes.
La excentricidad es

Ecuación de la hipérbole equilátera referida a sus asíntotas

Para pasar de los ejes OX, OY a los determinados por las asíntotas, bastará dar un giro de -45° alrededor del origen de coordenadas. Quedando la ecuación como:

Si efectuamos un giro de 45° en los ejes, la hipérbola que queda en el segundo y cuarto cuadrante y su ecuación será:


Ejemplo:

Hallar la ecuación canónica de la hipérbola con vértices en (3,-5)y (3,1)y asíntotas y = 2x-8y y = -2x+4. Además calcule los focos, la excentricidad y trace la gráfica.


Solución
Por ser el centro el punto medio de los vértices sus coordenadas son (3, -2). Además, la hipérbola tiene eje transversal vertical y  a=3. Por otro lado, por el teorema de las asíntotas.



Por tanto, la ecuación canónica es

El valor de  c   está dado por





los focos están en:
y la excentricidad