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IES Mediterráneo de Málaga Solución Junio 2011 Juan Carlos Alonso Gianonatti OPCIÓN A

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Academic year: 2021

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(1)

( )

( )

( )

(

)

( )

( )

( )



=

=

=

=

+

=

=

=

=

=

=

=

+

=

=

2

1

x

0

1

x

2

0

0

g

0

1

x

x

0

0

f

OX

con

funciones

las

de

corte

de

Puntos

1

x

2

x

g

1

x

2

y

1

x

2

1

y

2

1

1

3

1

'

f

1

1

1

1

1

f

1

x

3

x

'

f

3 2 3 2

OPCIÓN A

E1.- Calcular el área de la región finita y limitada por la gráfica de la función f(x) = x3 – x +1, el eje de ordenadasy la recta tangente a la grafica de f en x = 1 (2’5 puntos)

-3 -2 -1 0 1 2 3 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

[

]

(

)

[ ]

[ ]

[ ]

(

4 4

)

(

2 2

)

(

)

3 1 0 4 1 0 2 1 0 4 1 0 3 1 0 3 1 0 1 0 3 1 2 1 1 2 1 3 2 1 0 2 1 0 3 1 2 1 1 2 1 3 2 1 0 2 1 0 3

u

3

8

6

1

2

3

1

0

1

2

0

1

3

0

1

1

A

x

2

x

2

1

3

x

4

1

dx

2

x

3

x

dx

dx

1

x

2

1

x

x

A

dx

1

x

2

dx

1

x

x

dx

1

x

2

dx

1

x

x

dx

1

x

2

dx

1

x

x

A

dx

1

x

2

dx

1

x

x

dx

1

x

2

dx

1

x

x

A

=

+

=

+

=

+

=

+

=

+

=

+

=

+

=

+

+

+

=

+

+

+

+

=

Y

X

(2)

E2

.-

a)

Estudiar si la función

f

:

[ ]

0

,

2

dada por

( )



<

+

=

2

x

1

si

1

x

2

7

x

2

3

1

x

0

si

x

x

f

2 ,verifica la hipótesis del teorema de Rolle. Enunciar dicho teorema (1’5 puntos)

b) Calcular

( )

( )

x

sen

x

x

e

x

2

cos

lim

x 0 x

(1 punto) a) Teorema de Rolle

Si

:

es una

cerrado

es

abierto

Entonces

: existe al menos un número perteneciente al intervalo

tal que

Veamos si es continua y derivable

( )

( )

( )

( )

( )

( )

[ ]

( )

( )

( )

( )

( )

(

)

( )

( )

( )

( )

( )

( )

6

(

0

,

2

)

Cumple

el

teorema

de

Rolle

7

6

7

c

2

7

c

3

0

2

7

c

3

c

'

f

solución

Sin

0

1

0

2

1

c

'

f

2

f

0

f

0

1

7

6

1

2

2

7

2

2

3

2

f

0

0

0

f

2

,

0

en

derivable

Es

2

1

x

'

f

lim

x

'

f

lim

2

1

2

7

6

2

7

1

3

x

'

f

lim

2

1

1

2

1

x

'

f

lim

2

x

1

si

2

7

x

3

1

x

0

si

x

2

1

x

'

f

2

,

0

en

continua

Es

1

x

f

lim

x

f

lim

1

f

1

2

2

2

2

7

3

1

2

7

2

3

1

1

2

7

1

2

3

x

f

lim

1

1

x

f

lim

1

f

2 1 x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 x 2 1 x 1 x



=

=

=

+

=

=

=

=



=

+

=

+

=

=

=

=

=



=

+

=

+

=

=

=



<

+

=

=

=

=



=

=

+

=

+

=

+

=

=

=

=

+ − + − + − + − → → → → → → → →

(3)

Continuación del problema E2 de la opción A

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

+

=

=

−∞

=

+

=

=

+

=

=

=

=

=

→ →

0

2

1

0

0

1

1

0

2

0

cos

0

0

sen

1

e

0

2

sen

2

x

cos

x

x

sen

1

e

x

2

sen

2

lim

0

0

0

0

0

1

1

0

sen

0

0

e

0

2

cos

x

sen

x

x

e

x

2

cos

lim

)

b

0 x 0 x Hopital ' L Utilizando 0 x 0 x

E3.- a)Calcular el rango de la matriz





=

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

A

(1’5 puntos)

b)Si B es una matriz cuadrada de dimensión 3 x 3 cuyo determinante vale 4, calcula el determinante de 5B y el de B2 (1 punto)

( )

16

4

B

B

500

4

125

B

5

B

5

)

b

2

A

rang

0

0

0

0

0

0

0

0

12

8

4

0

4

3

2

1

36

24

12

0

24

16

8

0

12

8

4

0

4

3

2

1

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

)

a

2 2 2 3

=

=

=

=

=

=

=













E4.- a) Determinar la posición relativa de la recta y el plano

π

x

y

=

0

. (1’5 puntos)

b) Hallar el plano perpendicular a

π

que contiene a r (1 punto)

a) El plano y la recta o son paralelas, ó la recta pertenece al plano, ó tienen un punto común que es el llamado de corte

paralelas

Son

comunes

puntos

hay

No

ado

min

er

det

In

Compatible

Sistema

0

1

0

1

plano

y

recta

ción

sec

Inter

2

z

1

y

x

r

x

2

z

1

x

y

=

=

λ

λ

λ

=

λ

+

=

λ

=

=

+

=

Otra forma de ver si son paralelas o la recta esta contenida en el plano es ver si el producto escalar de los vectores directores es nulo ya son perpendiculares.

(

1

,

1

,

2

)

(

) (

)

v

(4)

Continuación del problema E4 de la opción A

b) El plano es generado por el vector director del plano y el de la recta y el formado por un punto R de la recta (se toma el determinado en la ecuación de la recta) y el punto genérico del plano que se busca, los tres vectores son coplanarios y por lo tanto el determinante de la matriz formada por ellos nulo y la ecuación buscada del plano

(

)

(

)

(

)

(

) (

) (

)

(

y

1

)

z

z

2

x

0

2

x

2

y

2

z

2

0

x

y

z

1

0

2

0

0

1

1

2

1

1

z

1

y

x

z

,

1

y

,

x

0

,

1

,

0

z

,

y

,

x

RG

0

,

1

,

1

v

2

,

1

,

1

v

0

,

1

,

0

R

Punto

r

=

+

θ

=

+

=

+

=

θ

=

=

=

=

π

(5)

( )

1

x

3

x

3

x

x

f

2

+

=

OPCIÓN B

E1.- Sea

a) Determinar los intervalos de crecimiento y decrecimiento, extremos relativos, intervalos de concavidad y convexidad y sus asíntotas (2 puntos)

b) Esbozar su gráfica (0’5 puntos)

( ) (

)(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(

)

)

( )

(

)

(

)

(

)

>

>

>

>

>

>

=

=

+

+

=

+

=

x

0

1

x

2

x

0

2

x

0

x

0

1

x

x

2

x

0

x

'

f

o

Crecimient

1

x

x

2

x

1

x

x

2

x

1

x

3

x

3

x

3

x

3

x

2

x

2

1

x

3

x

3

x

1

x

3

x

2

x

'

f

)

a

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x > 0 ( - ) ( + ) ( + ) x > 2 ( - ) ( - ) ( + ) ( x – 1 )2> 0 ( + ) ( + ) ( + ) Solución ( + ) ( - ) ( + ) Crecimiento

x

/

(

x

<

0

) (

x

>

2

)

Decrecimiento

x

/

0

<

x

<

2

( )

( )



=

+

=

=

=

+

=

=

o

crecimient

a

nto

decrecimie

De

relativo

Mínimo

6

1

2

3

2

3

2

2

f

2

x

nto

decrecimie

a

o

crecimient

De

relativo

Máximo

3

1

0

3

0

3

0

0

f

0

x

Extremos

2 2

( ) (

)(

)

(

)

(

)

(

)

(

)(

(

)

)

(

)

(

)

( )

(

)

( )

(

)

(

)

>

>

>

>

>

>

=

+

+

=

=

=

1

x

0

1

x

0

1

x

x

0

2

0

1

x

2

0

x

'

'

f

Concavidad

1

x

2

x

'

'

f

1

x

x

4

x

2

2

x

4

x

2

1

x

x

2

x

2

1

x

1

x

2

1

x

x

2

x

1

x

2

1

x

2

x

2

x

'

'

f

)

a

3 3 3 3 2 2 3 2 4 2 2 Concavidad

x

/

x

>

1

Convexidad

x

/

x

<

1

Punto de Inflexión

( )

=

=

=

No

hay

solución

0

5

1

1

3

1

3

1

0

f

1

x

2 No hay P.I. Asíntotas Verticales

(6)

Continuación del problema E1 de la opción B Horizontales

−∞

=

=

+

+

=

+

+

=

+

+

=

=

+

+

=

+

=

=

=

+

=

+

=

+

=

+

=

=

+

=

∞ → ∞ → ∞ → −∞ → ∞ → ∞ → ∞ →

x

cuando

horizontal

asíntota

existe

No

0

1

1

1

3

3

1

x

1

x

1

x

3

x

3

1

lim

x

1

x

x

x

3

x

x

3

x

x

lim

1

x

3

x

3

x

lim

1

x

3

x

3

x

lim

y

x

cuando

horizontal

asíntota

existe

No

0

1

0

0

0

0

1

1

1

3

3

1

x

1

x

1

x

3

x

3

1

lim

x

1

x

x

x

3

x

x

3

x

x

lim

1

x

3

x

3

x

lim

y

2 2 x 2 2 2 2 2 2 x 2 x 2 x 2 2 x 2 2 2 2 2 2 x 2 x Oblicuas

( )

( )

[

]

( )

( )

[

]

−∞

=

=

+

=

+

=

=

+

=

+

=

+

+

=





+

=

=

=

+

+

+

=

+

+

+

=

=

+

+

+

=

+

=

=

=

=

+

=

+

=

=

+

=

+

+

=





+

=

=

=

+

=

+

=

=

+

=

+

=

=

∞ → ∞ → ∞ → −∞ → −∞ → −∞ → −∞ → ∞ → ∞ → ∞ → −∞ → −∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ → ∞ →

x

cuando

2

x

y

oblicua

asíntota

Existe

2

x

1

1

x

3

2

lim

x

1

x

x

x

3

x

x

2

lim

n

1

x

3

x

2

lim

1

x

3

x

2

lim

1

x

x

x

3

x

3

x

lim

x

1

1

x

3

x

3

x

lim

mx

x

f

lim

n

1

x

1

1

x

3

x

3

1

lim

x

x

x

x

x

3

x

x

3

x

x

lim

x

x

3

x

3

x

lim

x

1

x

3

x

3

x

lim

x

x

f

lim

m

x

cuando

2

x

y

oblicua

asíntota

Existe

2

x

1

1

x

3

2

lim

n

x

1

x

x

x

3

x

x

2

lim

1

x

3

x

2

lim

1

x

x

x

3

x

3

x

lim

x

1

1

x

3

x

3

x

lim

mx

x

f

lim

n

1

x

1

1

x

3

x

3

1

lim

x

x

x

x

x

3

x

x

3

x

x

lim

x

x

3

x

3

x

lim

x

1

x

3

x

3

x

lim

x

x

f

lim

m

x x x x 2 2 x 2 x x 2 x 2 2 2 2 2 2 2 x 2 2 x 2 x x x x x 2 2 x 2 x x 2 x 2 2 2 2 2 2 2 x 2 2 x 2 x x

(7)

Continuación del problema E1 de la opción B b) -10 -5 0 5 10 -3 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

E2.- a) Hallar los parámetros reales a y b para los que la función

( )

( )



+

>

=

0

x

si

b

x

0

x

si

x

ax

x

sen

x

f

2 2 es continúa en

(1’5 puntos) b) Calcular

( )

dx

x

x

ln

2

(1 punto)

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )



>

=

=

=

=

=

=



=

+

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

− + + − − − − − → → → → → → = ⇒ = − → →

0

x

si

x

0

x

si

x

x

x

sen

x

f

0

b

0

x

f

lim

b

x

f

lim

0

f

b

b

0

x

f

lim

0

f

0

x

f

lim

0

2

0

´

2

0

sen

´

2

x

sen

lim

0

0

x

2

1

x

cos

lim

0

a

1

0

.

2

a

0

cos

x

2

a

x

cos

lim

0

0

0

0

a

0

sen

x

f

lim

)

a

2 2 0 x 0 x 2 0 x 0 x 0 x Hopital ' L Utilizando 0 x 1 a 0 a 1 0 x Hopital ' L Utilizando 2 0 x

Y

X

(8)

Continuación del problema E2 de la opción B

( )

( )

( )

( )

(

( )

)

( )



=

=

=

=

=

=

=

+

+

=

=

+

=

=

− −

x

1

1

x

dx

x

x

dx

v

dv

x

dx

x

dx

du

u

x

ln

K

1

x

ln

x

1

x

1

x

ln

x

1

x

dx

x

ln

x

1

x

dx

x

1

x

ln

x

1

dx

x

x

ln

)

b

1 2 2 2 2 2

E3.- Discutir y resolver cuando sea posible, el sistema de ecuaciones lineales según los valores

del parámetro m:

+

=

+

+

=

=

+

+

1

m

z

my

x

3

0

z

y

x

1

z

y

x

(2’5 puntos)

(

)

{ }

( )

ado

min

er

det

In

Compatible

Sistema

0

1

1

0

0

0

2

2

0

1

1

1

1

1

1

2

2

0

2

2

0

1

1

1

2

0

1

1

1

3

1

1

1

1

1

1

1

m

Si

ado

min

Deter

Compatible

incógnitas

de

Número

3

A

rang

0

A

1

x

toda

Para

1

m

2

m

2

0

2

m

2

0

A

Si

2

m

2

1

m

3

m

3

1

1

m

3

1

1

1

1

1

1

A

=

=

=

=

=

=

=

=

+

+

+

=

=

E4.- a)Hallar la recta r que pasa por el punto A(1 , - 1 , 0) , esta contenida en el plano

0

y

x

+

=

π

y corta a la recta

s

x

=

y

=

z

(1’5 puntos)

b) Hallar la distancia del punto B(2 , - 2 , 2) a la recta s (1 punto)

a)

El segundo punto P de la recta r buscada es el de intersección de la recta s y el plano

π

(

) (

) (

)

=

α

+

=

α

=

=

=

=

=

=

=

λ

=

λ

+

λ

λ

=

λ

=

λ

=

0

z

1

y

1

x

r

0

,

1

,

1

0

,

1

,

1

0

,

0

,

0

AP

0

z

0

y

0

x

P

0

0

z

y

x

s

(9)

Continuación del problema E2 de la opción B

Calcularemos un plano

θ

perpendicular a la recta s, plano que tiene como vector director el de la recta que es perpendicular al vector BG formado por el punto dado y el punto generador del plano buscado y por ello el producto escalar, de ambos, es nulo.

Hallado el plano calcularemos el punto de corte S de la recta s con él, el módulo del vector BS

es la distancia pedida

(

)

(

) (

) (

)

(

) (

)

(

)

(

) (

)

u 3 6 4 3 96 9 16 64 16 3 4 3 8 3 4 BS S , B d s , B d 3 4 , 3 8 , 3 4 2 3 2 , 2 3 2 , 2 3 2 2 , 2 , 2 3 2 , 3 2 , 3 2 BS 3 2 z 3 2 y 3 2 x S 3 2 0 2 3 0 2 0 2 z y x z y x s y s de ción sec Inter 0 2 z y x 0 2 z 2 y 2 x 0 1 , 1 , 1 2 z , 2 y , 2 x 0 BG v BG v 2 z , 2 y , 2 x 2 , 2 , 2 z , y , x BG 1 , 1 , 1 v v 2 2 2 s = = + + =      − +       +      − = = = ⇒      − =       + = − −       = ⇒         = = = ⇒ = λ ⇒ = − λ ⇒ = − λ + λ + λ ⇒       = − + +      λ = λ = λ = ≡ ⇒ θ ⇒ = − + + ≡ θ ⇒ = − + + + − ⇒ = ⋅ − + − ≡ θ ⇒ = ⋅ ⇒ ⊥ ⇒     − + − = − − = = = θ θ θ

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