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Orientación Universidad
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ejercicios matematicas, Ejercicios de Matemáticas

Asignatura: matematicas, Profesor: Magdalena Walias, Carrera: Bioquímica, Universidad: UAM

Tipo: Ejercicios

2013/2014

Subido el 25/02/2014

missmery10
missmery10 🇪🇸

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MATEM ´
ATICAS
1ocurso del Grado en Bioqu´ımica Curso 2011-12
HOJA DE EJERCICIOS 1
FUNCIONES ELEMENTALES. REPRESENTACI´
ON GR´
AFICA
1. Sea
f(x) = 2x
3 + x.
Dibuja la gr´afica de f. Indica el dominio y el recorrido de la funci´on f. ¿Para qu´e valor de x
es f(x) = 1.
2. La funci´on de crecimiento de Monod modela el crecimiento como funci´on de la concentraci´on
de nutrientes N. Supongamos que
r(N) = 5N
1 + N, N 0.
Dibuja su gr´afica. Obtener el porcentaje de incremento cuando se dobla la concentraci´on de
nutrientes desde N= 0,1 hasta N= 0,2. Comparar esto con lo que se obtiene al doblar la
concentraci´on de nutrientes de N= 10 hasta N= 20. (Esto es un ejemplo de lo que se conoce
como retorno en disminuci´on).
3. El modelo exponencial
y=N01 + α
100t
(o bien y=ert con r= ln(1 + α
100 )) corresponde al crecimiento (o decrecimiento) del tama˜no
de una poblaci´on del α% en cada unidad de tiempo, partiendo de un valor inicial de N0(en
t= 0).
a) Representar en una misma gr´afica las funciones
f1(t) = 100e2t, f2(t) = 100e005t, f3(t) = 1000et.
b) Si cierta poblaci´on crece un 5% por unidad de tiempo y N0= 100, ¿cu´al es la poblaci´on en
el instante t= 3? ¿Y en t= 50?
4. La funci´on logar´ıtmica
y=a+bln x(para x > 0)
se utiliza, por ejemplo, para describir emp´ıricamente la relaci´on entre la concentraci´on (X) de
una hormona de crecimiento para plantas y el tama˜no alcanzado por la planta (Y).
a) Esbozar en una misma gr´afica las funciones y1= 10 + 2ln x,y2= 10 + 005 ln x.
b) En cada una de las funciones, ¿cu´anto crece la planta cuando duplicamos la concentraci´on
de hormona?
c) Hallar las constantes a, b si sabemos que la altura es Y= 28 cuando X= 205, y que cada
vez que se duplica la concentraci´on la altura aumenta en 3 unidades.
5. Hace tiempo, los zo´ologos encontraron que las medidas realizadas en dos partes diferentes
del cuerpo (XeY) de individuos en crecimiento de una especie animal, se pod´ıan relacionar
(aproximadamente) de la siguiente forma:
ln y=k+bln x(relaci´on alom´etrica),
o lo que es igual:
y=ekebln x=axb,para x > 0.
Esbozar en una misma gr´afica las funciones y1= 001x3,y2= 001x1.3,y3= 001x1/2.
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MATEM ´ATICAS

1 o^ curso del Grado en Bioqu´ımica – Curso 2011-

HOJA DE EJERCICIOS 1

FUNCIONES ELEMENTALES. REPRESENTACI ON GR ´ AFICA´

  1. Sea

f (x) =

2 x 3 + x

Dibuja la gr´afica de f. Indica el dominio y el recorrido de la funci´on f. ¿Para qu´e valor de x es f (x) = 1.

  1. La funci´on de crecimiento de Monod modela el crecimiento como funci´on de la concentraci´on de nutrientes N. Supongamos que

r(N ) =

5 N

1 + N

, N ≥ 0.

Dibuja su gr´afica. Obtener el porcentaje de incremento cuando se dobla la concentraci´on de nutrientes desde N = 0, 1 hasta N = 0, 2. Comparar esto con lo que se obtiene al doblar la concentraci´on de nutrientes de N = 10 hasta N = 20. (Esto es un ejemplo de lo que se conoce como retorno en disminuci´on).

  1. El modelo exponencial

y = N 0

( 1 +

α 100

)t

(o bien y = ert^ con r = ln(1 + 100 α )) corresponde al crecimiento (o decrecimiento) del tama˜no de una poblaci´on del α% en cada unidad de tiempo, partiendo de un valor inicial de N 0 (en t = 0). a) Representar en una misma gr´afica las funciones

f 1 (t) = 100e^2 t, f 2 (t) = 100e^0

′ 5 t , f 3 (t) = 1000e−t.

b) Si cierta poblaci´on crece un 5% por unidad de tiempo y N 0 = 100, ¿cu´al es la poblaci´on en el instante t = 3? ¿Y en t = 50?

  1. La funci´on logar´ıtmica y = a + b ln x (para x > 0) se utiliza, por ejemplo, para describir emp´ıricamente la relaci´on entre la concentraci´on (X) de una hormona de crecimiento para plantas y el tama˜no alcanzado por la planta (Y ). a) Esbozar en una misma gr´afica las funciones y 1 = 10 + 2 ln x, y 2 = 10 + 0′5 ln x. b) En cada una de las funciones, ¿cu´anto crece la planta cuando duplicamos la concentraci´on de hormona? c) Hallar las constantes a, b si sabemos que la altura es Y = 28 cuando X = 2′5, y que cada vez que se duplica la concentraci´on la altura aumenta en 3 unidades.
  2. Hace tiempo, los zo´ologos encontraron que las medidas realizadas en dos partes diferentes del cuerpo (X e Y ) de individuos en crecimiento de una especie animal, se pod´ıan relacionar (aproximadamente) de la siguiente forma:

ln y = k + b ln x (relaci´on alom´etrica),

o lo que es igual: y = ekeb^ ln^ x^ = axb, para x > 0. Esbozar en una misma gr´afica las funciones y 1 = 0′ 1 x^3 , y 2 = 0′ 1 x^1.^3 , y 3 = 0′ 1 x^1 /^2.

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  1. El n´umero de individuos en poblaciones con recursos limitados se suele modelizar con una funci´on log´ıstica (o sigmoide):

y = f (t) =

k 1 + ae−rt^

, t ∈ (0, ∞), donde a, k, r son ctes > 0.

a) Representa las funciones f 1 (t) =

1 + 2e−t^

y f 2 (t) =

1 + 2e−^2 t^

para t > 0.

b) ¿En qu´e tama˜no tienden a estabilizarse las poblaciones? ¿Cu´ando se alcanza el 90% de la poblaci´on m´axima?

  1. En una reacci´on bioqu´ımica controlada por una enzima, la velocidad (v) de conversi´on de una sustancia (para una cantidad fija de enzima) viene dada por

v = f (s) =

as k + s

, para s > 0 (a, k > 0),

donde s es la concentraci´on del sustrato que est´a siendo convertido. Esta funci´on se conoce con el nombre de funci´on de Michaelis-Menten. a) Esbozar en una misma gr´afica las funciones v = (^) k^10 +ss para los valores k = 1, 2 , 5. b) Hallar la velocidad m´axima de conversi´on que se puede alcanzar en cada caso. c) Calcular cu´al debe ser la concentraci´on del sustrato para que la velocidad de conversi´on sea la mitad de la m´axima alcanzable.

  1. La vida media del C^14 es 5730 a˜nos. Supongamos que una muestra de C^14 tiene una masa de 20 microgramos en el instante t = 0. a) ¿Cu´anto quedar´a despu´es de 2000 a˜nos? b) ¿Cu´anto tiempo deber´a transcurrir hasta que queden 5 microgramos?
  2. Entre 1960 y 1990, el Observatorio Mauna Loa en Hawaii midi´o la concentraci´on y de CO 2 en partes por mill´on (ppm) en la atm´osfera. Los datos del mes de enero de cada uno de estos a˜nos se ajustaron a dos modelos a) Modelo lineal y = 313, 6 + 1, 24 t b) Modelo cuadr´atico y = 316, 2 + 0, 70 t + 0, 018 t^2. (En estos modelos t = 0 se corresponde con el a˜no 1960). Dibuja en un mismo gr´afico ambas funciones. En la publicaci´on de julio de 1990 de Scientific American, uno de estos modelos se us´o para concluir que el nivel de CO 2 en la atm´osfera en el a˜no 2035 ser´ıa de 470ppm. ¿Cu´al de los dos modelos se us´o para hacer esta predicci´on?
  3. El crecimiento de algunas especies de peces se puede modelar mediante la funci´on de von Bertalanffy L(x) = L(1 − e−kx) , x ≥ 0 , siendo L(x) la longitud a la edad x, con k y L constantes positivas. a) Dibujar las gr´aficas de L(x) cuando L = 1 para i) k = 1, y ii) k = 0, 1. b) Para k = 1 obtener el valor de x para que la longitud sea el 90% de L. c) Comparar las gr´aficas obtenidas en a). ¿C´ual de las curvas de crecimiento alcanza el 90% de L m´as r´apido?