Realiza las siguientes cuestiones para comprobar el grado de conocimiento sobre la aplicación de la regla de la cadena y la derivación implícita. Al final puedes comprobar si tus respuestas son acertadas o no, y obtener explicaciones sobre las respuestas correctas. 1. La temperatura de un punto (x,y) de una placa metálica es T( x,y )=4 x 2 −4xy+ y 2 , con T en ºC y (x,y) en metros. Una hormiga camina sobre la placa a lo largo de una circunferencia de radio 5 metros y centro el origen, con velocidad angular w = 0.01 rad/s. Calcular la velocidad con la que varía la temperatura en su recorrido cuando se encuentra en el punto de coordenadas (3,4). dT dt | ( 3,4 ) =−0'44 ºC/s. dT dt | ( 3,4 ) =0'44 ºC/s. dT dt | ( 3,4 ) =−0'2 ºC/s. dT dt | ( 3,4 ) =0'2 ºC/s. 2. Considerando x=r⋅cos ϕ , y=r⋅sen ϕ , sabiendo que z es función de x e y, expresar ∂ 2 z ∂r ∂ϕ en función de las derivadas parciales de z, x e y. ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅( ∂ 2 z ∂ y 2 − ∂ 2 z ∂ x 2 )+ 1 x 2 + y 2 ⋅( x ∂z ∂y +y ∂z ∂x ) ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅( ∂ 2 z ∂ y 2 − ∂ 2 z ∂ x 2 )+ x 2 − y 2 x 2 + y 2 ⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 + 1 x 2 + y 2 ⋅( x ∂z ∂y −y ∂z ∂x ) ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅( ∂ 2 z ∂ y 2 − ∂ 2 z ∂ x 2 )+ 1 x 2 + y 2 ⋅( x ∂z ∂y −y ∂z ∂x + x 2 − y 2 x 2 + y 2 ∂ 2 z ∂x ∂y ) 3. Dada la función z( x,y )=x+f( x⋅y ) con f una función desconocida de la variable u = x.y, demostrar que se verifica una de las siguientes expresiones: y ∂z ∂x −x ∂z ∂y =x x ∂z ∂y −y ∂z ∂y =x y ∂z ∂x +x ∂z ∂y =x x ∂z ∂y −y ∂z ∂y =x+2xy ∂f ∂u 4. Un cilindro circular recto varía su forma de tal manera que su radio r crece a la tasa de 3cm/minuto y su altura h decrece a la tasa de 5cm/minuto. ¿A qué tasa varía el volumen cuando el radio es de 10 cm y la altura de 8 cm? dV dt =980 π dV dt =20 π dV dt =−20 π dV dt =−980 π 5. Se definen: z= 1+u 1+v , u=−cos x , v=cos y . Obtener las derivadas parciales ∂z ∂x y ∂z ∂y utilizando la regla de la cadena. ∂z ∂x = sen y 2 ( 1−cos x )( 1+cos y ) ; ∂z ∂y = sen x 2⋅ ( 1+cos y ) 3/2 ∂z ∂x = sen x 2 1+cos y ; ∂z ∂y = 1−cos x 2⋅ ( 1+cos y ) 3/2 ∂z ∂x = cos x 2 1−cos x ; ∂z ∂y = sen y 2⋅ 1+cos y ∂z ∂x = sen x 2 ( 1−cos x )( 1+cos y ) ; ∂z ∂y = sen y 1−cos x 2⋅ ( 1+cos y ) 3/2 6. Hallar las derivadas parciales ∂u ∂s y ∂u ∂t , siendo u= ( yz ) x →Ln u=x Ln( yz ) , x= e s+t , y= s 2 +3ts , z=sen t . ∂u ∂s =u⋅( e s+t Ln u+ 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅[ e s+t +Ln u⋅( 3s s 2 +3ts ) ] ∂u ∂s =u⋅Ln u⋅( e s+t + 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅Ln u⋅[ e s+t +( 3s s 2 +3ts ) ] ∂u ∂s =u⋅( Ln u+ e s+t ⋅ 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅[ Ln u+ e s+t ⋅( 3s s 2 +3ts + cos t sen t ) ] ∂u ∂s =u⋅ e s+t ⋅( Ln u + 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅ e s+t ⋅[ Ln u+( 3s s 2 +3ts + cos t sen t ) ] 7. Suponer que w es una función de todas las otras variables en la expresión 3 x 2 +2 y 2 +6 w 2 −x+y=12 . Hallar las derivadas indicadas: ∂w ∂x , ∂w ∂y , ∂ 2 w ∂x ∂y . ∂w ∂x = 1−6x 12w , ∂w ∂y =− 4y+1 12w , ∂ 2 w ∂x ∂y = ( 1−6x )( 4y+1 ) 144 w 3 ∂w ∂x = 6x−1 12w , ∂w ∂y = 4y+1 12w , ∂ 2 w ∂x ∂y = ( 6x−1 )( 4y+1 ) 144 w 3 ∂w ∂x = 12w 6x−1 , ∂w ∂y = 12w 4y+1 , ∂ 2 w ∂x ∂y =0 ∂w ∂x = 12w 1−6x , ∂w ∂y =− 12w 4y+1 , ∂ 2 w ∂x ∂y =0 8. Suponer que w es una función de todas las otras variables en la expresión x 2 −2xy+2xw+3 y 2 + w 3 =21 . Hallar las derivadas indicadas: ∂w ∂x , ∂w ∂y , ∂ 2 w ∂x ∂y ∂w ∂x = 2x+3 w 2 2y−2x−2w , ∂w ∂y = 2x+3 w 2 2x−6y , ∂ 2 w ∂x ∂y =− 4x+6 w 2 ( 2y−2x−2w ) 2 ∂w ∂x = 2y−2x−2w 2x+3 w 2 , ∂w ∂y = 2x−6y 2x+3 w 2 , ∂ 2 w ∂x ∂y = 2 2x+3 w 2 ∂w ∂x =− 2x+3 w 2 2y−2x−2w , ∂w ∂y =− 2x+3 w 2 2x−6y , ∂ 2 w ∂x ∂y = 4x+6 w 2 ( 2y−2x−2w ) 2 ∂w ∂x = −2y+2x+2w 2x+3 w 2 , ∂w ∂y = −2x+6y 2x+3 w 2 , ∂ 2 w ∂x ∂y = −2 2x+3 w 2 9. Suponer que w es una función de todas las otras variables en la expresión w− e w.sen( y/z ) =1 . Hallar las derivadas parciales: ∂w ∂z , ∂w ∂y ∂w ∂z = wy⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z 2 ⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = −w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) ∂w ∂z = e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = −w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) ∂w ∂z = w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) ∂w ∂z = −wy⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z 2 ⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) 10. Sea z=f( x,y ) , donde x=a t , y=b t , con a y b constantes. Suponiendo que se verifican todas las condiciones de diferenciabilidad, calcular d 2 z d t 2 en función de las derivadas parciales de z. d 2 z d t 2 = ∂ 2 z ∂ x 2 +2⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y + ∂ 2 z ∂ y 2 d 2 z d t 2 =a⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 −2ab⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y +b⋅ ∂ 2 z ∂ y 2 d 2 z d t 2 = a 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 +2ab⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y + b 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ y 2 d 2 z d t 2 = a 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 +ab⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y + b 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ y 2
dT dt | ( 3,4 ) =−0'44 ºC/s. dT dt | ( 3,4 ) =0'44 ºC/s. dT dt | ( 3,4 ) =−0'2 ºC/s. dT dt | ( 3,4 ) =0'2 ºC/s.
∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅( ∂ 2 z ∂ y 2 − ∂ 2 z ∂ x 2 )+ 1 x 2 + y 2 ⋅( x ∂z ∂y +y ∂z ∂x ) ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅( ∂ 2 z ∂ y 2 − ∂ 2 z ∂ x 2 )+ x 2 − y 2 x 2 + y 2 ⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 + 1 x 2 + y 2 ⋅( x ∂z ∂y −y ∂z ∂x ) ∂ 2 z ∂r ∂ϕ = xy x 2 + y 2 ⋅( ∂ 2 z ∂ y 2 − ∂ 2 z ∂ x 2 )+ 1 x 2 + y 2 ⋅( x ∂z ∂y −y ∂z ∂x + x 2 − y 2 x 2 + y 2 ∂ 2 z ∂x ∂y )
y ∂z ∂x −x ∂z ∂y =x x ∂z ∂y −y ∂z ∂y =x y ∂z ∂x +x ∂z ∂y =x x ∂z ∂y −y ∂z ∂y =x+2xy ∂f ∂u
dV dt =980 π dV dt =20 π dV dt =−20 π dV dt =−980 π
∂z ∂x = sen y 2 ( 1−cos x )( 1+cos y ) ; ∂z ∂y = sen x 2⋅ ( 1+cos y ) 3/2 ∂z ∂x = sen x 2 1+cos y ; ∂z ∂y = 1−cos x 2⋅ ( 1+cos y ) 3/2 ∂z ∂x = cos x 2 1−cos x ; ∂z ∂y = sen y 2⋅ 1+cos y ∂z ∂x = sen x 2 ( 1−cos x )( 1+cos y ) ; ∂z ∂y = sen y 1−cos x 2⋅ ( 1+cos y ) 3/2
∂u ∂s =u⋅( e s+t Ln u+ 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅[ e s+t +Ln u⋅( 3s s 2 +3ts ) ] ∂u ∂s =u⋅Ln u⋅( e s+t + 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅Ln u⋅[ e s+t +( 3s s 2 +3ts ) ] ∂u ∂s =u⋅( Ln u+ e s+t ⋅ 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅[ Ln u+ e s+t ⋅( 3s s 2 +3ts + cos t sen t ) ] ∂u ∂s =u⋅ e s+t ⋅( Ln u + 2s+3t s 2 +3ts ) ; ∂u ∂t =u⋅ e s+t ⋅[ Ln u+( 3s s 2 +3ts + cos t sen t ) ]
∂w ∂x = 1−6x 12w , ∂w ∂y =− 4y+1 12w , ∂ 2 w ∂x ∂y = ( 1−6x )( 4y+1 ) 144 w 3 ∂w ∂x = 6x−1 12w , ∂w ∂y = 4y+1 12w , ∂ 2 w ∂x ∂y = ( 6x−1 )( 4y+1 ) 144 w 3 ∂w ∂x = 12w 6x−1 , ∂w ∂y = 12w 4y+1 , ∂ 2 w ∂x ∂y =0 ∂w ∂x = 12w 1−6x , ∂w ∂y =− 12w 4y+1 , ∂ 2 w ∂x ∂y =0
∂w ∂x = 2x+3 w 2 2y−2x−2w , ∂w ∂y = 2x+3 w 2 2x−6y , ∂ 2 w ∂x ∂y =− 4x+6 w 2 ( 2y−2x−2w ) 2 ∂w ∂x = 2y−2x−2w 2x+3 w 2 , ∂w ∂y = 2x−6y 2x+3 w 2 , ∂ 2 w ∂x ∂y = 2 2x+3 w 2 ∂w ∂x =− 2x+3 w 2 2y−2x−2w , ∂w ∂y =− 2x+3 w 2 2x−6y , ∂ 2 w ∂x ∂y = 4x+6 w 2 ( 2y−2x−2w ) 2 ∂w ∂x = −2y+2x+2w 2x+3 w 2 , ∂w ∂y = −2x+6y 2x+3 w 2 , ∂ 2 w ∂x ∂y = −2 2x+3 w 2
∂w ∂z = wy⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z 2 ⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = −w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) ∂w ∂z = e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = −w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) ∂w ∂z = w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) ( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) ∂w ∂z = −wy⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z 2 ⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) ) , ∂w ∂y = w⋅ e w sen( y/z ) ⋅cos( y/z ) z⋅( 1− e w sen( y/z ) ⋅sen( y/z ) )
d 2 z d t 2 = ∂ 2 z ∂ x 2 +2⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y + ∂ 2 z ∂ y 2 d 2 z d t 2 =a⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 −2ab⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y +b⋅ ∂ 2 z ∂ y 2 d 2 z d t 2 = a 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 +2ab⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y + b 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ y 2 d 2 z d t 2 = a 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ x 2 +ab⋅ ∂ 2 z ∂x ∂y + b 2 ⋅ ∂ 2 z ∂ y 2
Puntuación = Si quieres ver las respuestas correctas mira en la siguiente ventana. Respuestas correctas: