sábado, 27 de octubre de 2012


EJEMPLO DONDE SE APLICA LA ACELERACION:
Trayectoria
Un relámpago es el destello emitido por una corriente eléctrica, la trayectoria de los electrones de dicha corriente es una trayectoria [aproximable por un] fractal.
En mecánica clásica y mecánica relativista, la trayectoria es el lugar geométrico de las posiciones sucesivas por las que pasa un cuerpo en su movimiento. La trayectoria depende del sistema de referencia en el que se describa el movimiento; es decir el punto de vista del observador.

 Posición y desplazamiento

En mecánica clásica es perfectamente posible definir unívocamente la longitud Lc de la trayectoria o camino recorrido por un cuerpo. También puede definirse sin ambigüedad la distancia d que hay entre un punto inicial y el final de su trayectoria; está representado por la longitud de la línea recta que une el punto inicial con el punto final. Ambas magnitudes están relacionadas por la desigualdad siguiente:
d= \left\| \int_0^t \mathbf{v}dt \right\|
\le \int_0^t \|\mathbf{v}\| dt = L_c
En relatividad especial sin embargo el concepto de desplazamiento de un móvil o longitud recorrida depende del observador y aunque para cada observador la longitud recorrida es mayor o igual que el desplazamiento alcanzado no puede definirse de manera objetiva una "longitud recorrida" por el móvil en la que puedan coincidir todos los observadores.

 

EJEMPLO DONDE SE APLICA LA ALTURA MAXIMA:

 Ejemplo #2

Se desea diseñar una caja abierta con base cuadrada y un area de 108 pulgadas cuadradas de superficie, que dimensiones tiene que tener la caja para que su volumen sea maximo?

Funcion objetivo: V(x,y)=x^2h (Donde x^2 representa la base y h la altura)
Restriccion: x^2+4xh=108

Despejar una variable de la restriccion: h=\frac{108-x^2}{4x}

Sustituir en la funcion objetivo: V(x)=x^2(\frac{108-x^2}{4x}) = 27x-\frac{x^3}{4}
con esto la funcion objetivo ya solo depende de una variable.

Derivar: V'(x)=27-\frac{3x^2}{4}

Igualar a cero la derivada para encontrar puntos criticos: 0=27-\frac{3x^2}{4} simplificando 3x^2=108 y  x=-6

Una respuesta negativa en el caso de que se esta buscando una medida para un objeto no tiene sentido.

Conociendo el valor de x ahora se puede obtener h=\frac{108-6^2}{4*6} y se llega a h = 3

Respuesta: las dimensiones de la caja son 6x6 pulgadas en la base y una altura de 3 pulgadas.


EJEMPLO DONDE SE APLICA LA VELOCIDAD INSTANTANEA:
 Segundo ejemplo:
Dos albañiles construyen un muro de doce metros de superficie en tres horas; ¿ Qué superficie construirán cinco albañiles en cuatro horas ?
Hay dos parámetros que influyen en la superficie construida: El número de albañiles y el tiempo de trabajo. No hay que resistir a la tentación de aplicar dos veces la proporcionalidad, pero eso sí, explicitando las hipótesis subyacentes.
Afirmar que el trabajo realizado es proporcional al número de albañiles equivale a decir que todos los obreros tienen la misma eficacia al trabajo (son intercambiables); y afirmar que la superficie es proporcional al tiempo de trabajo supone que el rendimiento no cambia con el tiempo: los albañiles no se cansan.
proporcionalidad múltiple
Admitiendo estas dos hipótesis, se puede contestar a la pregunta pasando por una etapa intermedia: ¿ Qué superficie construirían dos albañiles en cuatro horas ? El parámetro "número de albañiles" tiene un valor fijo, luego se aplica la proporcionalidad con el tiempo (subtabla roja). La superficie construida será multiplicada por 4 \over 3. Luego, fijando el parámetro tiempo a cuatro horas, y variando él del número de obreros de 2 a 5, la superficie será multiplicada por 5 \over 2 (la subtabla azul es proporcional).
El resultado final es12 \times \frac 4 3 \times \frac 5 2 = 40metros cuadrados.

La proporcionalidad múltiple se resuelve así, multiplicando por los coeficientes correspondientes a cada factor:

 

SIGNIFICADO DE LA DERIVADA:
En matemáticas, la derivada de una función es una medida de la rapidez con la que cambia el valor de dicha función según cambie el valor de su variable independiente. La derivada de una función es un concepto local, es decir, se calcula como el límite de la rapidez de cambio media de la función en un cierto intervalo, cuando el intervalo considerado para la variable independiente se toma cada vez más pequeño. Por ello se habla del valor de la derivada de una cierta función en un punto dado.
Un ejemplo habitual aparece al estudiar el movimiento: si una función representa la posición de un objeto con respecto al tiempo, su derivada es la velocidad de dicho objeto. Un avión que realice un vuelo transatlántico de 4500 km en entre las 12:00 y las 18:00, viaja a una velocidad media de 750 km/h. Sin embargo, puede estar viajando a velocidades mayores o menores en distintos tramos de la ruta. En particular, si entre las 15:00 y las 15:30 recorre 400 km, su velocidad media en ese tramo es de 800 km/h. Para conocer su velocidad instantánea a las 15:20, por ejemplo, es necesario calcular la velocidad media en intervalos de tiempo cada vez menores alrededor de esta hora: entre las 15:15 y las 15:25, entre las 15:19 y las 15:21, etc.
El valor de la derivada de una función en un punto puede interpretase geométricamente, ya que se corresponde con pendiente de la recta tangente a la gráfica de la función en dicho punto. La recta tangente es a su vez la gráfica de la mejor aproximación lineal de la función alrededor de dicho punto. La noción de derivada puede generalizarse para el caso de funciones de más de una variable con la derivada parcial y el diferencial.
La derivada de una función f en un punto x se denota como f′(x). La función cuyo valor en cada punto x es esta derivada es la llamada función derivada de f, denotada por f′. El proceso de encontrar la derivada de una función se denomina diferenciación, y es una de las herramientas principales en el área de las matemáticas conocida como cálculo.

Derivación de funciones trigonométricas:

 
FunciónDerivada
\,sin(x)\,cos(x)
\,cos(x)-\,sin(x)
\,tan(x)\,sec^2(x)
\,cot(x)-\,csc^2(x)
\,sec(x)\,sec(x)\tan(x)
\,csc(x)-\,csc(x)\cot(x)
\,arcsin(x)\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
\,arccos(x)\frac{-1}{\sqrt{1-x^2}}
\,arctan(x)\frac{1}{x^2+1}
La derivación de las funciones trigonométricas es el proceso matemático de encontrar el ritmo al cual una función trigonométrica cambia respecto de la variable independiente; es decir, la derivada de la función. Las funciones trigonométricas más habituales son las funciones sin(x), cos(x) y tan(x). Por ejemplo, al derivar f(x) = sen(x), se está calculando la función f'(x) tal que da el ritmo de cambio del sen(x) en cada punto x.