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Derivadas y funciones inversas aplicadas en arquitectura, Ejercicios de Matemáticas Aplicadas

En este documento, se presentan ejercicios resueltos sobre la derivada de la función inversa y la derivada implícita, relacionándolos con el campo de la arquitectura y su importancia en el diseño de edificios eficientes y estéticamente agradables. Se incluyen ejemplos numéricos y ecuaciones para cada ejercicio, así como la explicación de los pasos seguidos para su resolución.

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 30/12/2023

carriel-vergara-bryan
carriel-vergara-bryan 🇪🇨

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UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
Carrera: Arquitectura
Paralelo: A
Docente: Ing. Abraham Bayas
Integrantes:
Maria Belén Zambrano Valverde
Felix Fabian Pilataxi Casilles
Tatiana Mabel Zamora Vélez
Mixi Marley Chavez Torres
PERÍODO 2023-2024
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¡Descarga Derivadas y funciones inversas aplicadas en arquitectura y más Ejercicios en PDF de Matemáticas Aplicadas solo en Docsity!

UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

Carrera : Arquitectura

Paralelo: A

Docente: Ing. Abraham Bayas

Integrantes:

Maria Belén Zambrano Valverde

Felix Fabian Pilataxi Casilles

Tatiana Mabel Zamora Vélez

Mixi Marley Chavez Torres

PERÍODO 2023-

Introducción

En arquitectura, se busca optimizar el diseño de edificios en términos de eficiencia energética, uso del espacio, estética, etc. Las derivadas son esenciales para entender cómo pequeños cambios en los parámetros de diseño afectan las variables objetivo. La optimización se realiza ajustando gradualmente estos parámetros y observando cómo cambian las derivadas de las funciones de interés. Además, en el diseño arquitectónico, especialmente en diseño de formas y superficies complejas, las derivadas son útiles para entender la geometría y las propiedades de las superficies. Esto es importante en la creación de diseños innovadores y estéticamente agradables. A continuación realizaremos ejercicios aplicativos de la derivada dela función inversa y derivada implícita

Planteamiento de ejercicios

Se han planteado los siguientes ejercicios para su resolución:

  1. Siendo 𝑓(𝑥) = 2𝑥+1𝑥−2. Halle la inversa y la derivada de la inversa.
  2. Siendo 𝑔(𝑥) = √𝑥 − 1. Halle la inversa y la derivada de la inversa.
  3. Siendo ℎ(𝑥) = (^) 𝑥+4^3. Halle la inversa y la derivada de la inversa.
  4. Siendo 𝑖(𝑥) = (^) √𝑥−2^1. Halle la inversa y la derivada de la inversa.
  5. Encontrar la derivada de y con respecto a x para la ecuación 𝑥^2 − 𝑥𝑦 + 𝑦^2 = 1
  6. Encontrar la derivada de y con respecto a x para la ecuación 𝑥^5 − 𝑦^5 = 32
  7. Encontrar la derivada de y con respecto a x para la ecuación ln(𝑥 + 𝑦) = 𝑥 − 𝑦
  8. Encontrar la derivada de y con respecto a x para la ecuación 𝑦 = 𝑥 cos(𝑥 − 𝑦)

Resolución de ejercicios

Ejercicio 1

Hallamos la inversa Despejamos X

𝑦 =

Reemplazamos X por Y y esa es nuestra inversa:

Reemplazamos X por Y y esa es nuestra inversa:

𝑦 =

Calculamos la derivada de la inversa:

(𝑥)^2

𝑥^2

𝑥^2

Ejercicio 4

Hallamos la inversa Despejamos X

𝑦 =

𝑦^2 = (

2

𝑦^2 =

𝑦^2 (𝑥 − 2) = 1

𝑥𝑦^2 − 2𝑦^2 = 1

𝑥𝑦^2 = 2𝑦^2 + 1

2𝑦^2 + 1

𝑦^2

𝑦^2

Reemplazamos X por Y y esa es nuestra inversa:

𝑦 = 2 +

𝑥^2

𝑥^2

Calculamos la derivada de la inversa:

(0)(𝑥^2 ) − (2𝑥)(1)

(𝑥^2 )^2

𝑥^4

𝑥^3

Ejercicio 5

𝑥^2 − 𝑥𝑦 + 𝑦^2 = 1

Aplicamos el operador diferencial para las derivadas: 𝑑 𝑑𝑥

(𝑥^2 ) −

(𝑦^2 ) =

2𝑥 − (𝑦 + 𝑥𝑦´) + 2𝑦𝑦´^ = 0

2𝑥 − 𝑦 − 𝑥𝑦´^ + 2𝑦𝑦´^ = 0

−𝑥𝑦´^ + 2𝑦𝑦´^ = 𝑦 − 2𝑥

𝑦´^ =

Ejercicio 6

𝑥^5 − 𝑦^5 = 32

(𝑥^5 ) −

(𝑦^5 ) =

5𝑥^4 − 5𝑦^4 𝑦´^ = 0

5𝑦^4 𝑦´^ = 5𝑥^4

𝑦´^ =

5𝑥^4

5𝑦^4

𝑦´^ =

𝑥^4

𝑦^4

Ejercicio 7

ln(𝑥 + 𝑦) = 𝑥 − 𝑦

𝑑 𝑑𝑥 (ln(𝑥 + 𝑦)) =

´

1 + 𝑦´^ = (1 − 𝑦´)(𝑥 + 𝑦)

𝑥^3

Ejercicio 5

𝑦´^ =

Ejercicio 6

𝑦´^ =

𝑥^4

𝑦^4

Ejercicio 7

𝑦´^ =

Ejercicio 8

𝑦´^ =

cos(𝑥 − 𝑦)^ − xsin(𝑥 − 𝑦) 1 − xsin(𝑥 − 𝑦)