Clase 22 marzo on-line (optimización) - Contenido educativo
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En el vídeo hay un pequeño salto, ¿vale?
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Porque he cambiado la ventana simplemente, no hay relevancia.
00:00:04
Nada, un minutillo para que veamos esto y resolvemos.
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Planteaos siempre que estos ejercicios son todos iguales.
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Primero identifico función y luego optimizo a través de... o sea, la derivo.
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Y evalúo máximos o mínimos.
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Entonces lo primero es identificar esta función. Esta es la parte más difícil probablemente.
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Bien, ¿tenemos ya algo chicos? Diego, Alejandro, Ballero, ¿alguno de vosotros? ¿Paulo o Marcos?
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Que normalmente quizás por circunstancias variadas participáis algo menos.
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¿Cómo habéis planteado esto? ¿Alguien puede compartirme el razonamiento o el pensamiento?
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Jairo le dice B más A más C es igual a 4, pero ten cuidado, vallero, porque me están hablando de que la suma de los longitudinos es de sus dos catetos.
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Cuidado porque esto es la hipotenusa, ¿eh? Esto de aquí es la hipotenusa.
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Conclusión, esa expresión B más A más C te sobra efectivamente la A.
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B más C ha de ser 4, ¿vale? Esa es una primera condición, ¿de acuerdo?
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Yo sé que b más c ha de ser 4, y el área del triángulo, ¿cómo la calculáis, chicos? b por c entre 2, ¿verdad? Perfecto.
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Entonces, esto es tan fácil o tan difícil, ya se me ha ido con la historia esta, a ver si consigo hacer ya...
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Venga, perfecto, entonces será b por c partido por 2, pero yo sé que b es igual a 4 menos c y por lo tanto yo puedo escribir, por ejemplo, 4 menos c, todo esto por c, dividido entre 2.
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Y esta de aquí es la función a optimizar, f de c es igual a 4c medios menos c cuadrado medios.
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Y de nuevo, a partir de la expresión de la derivada, me queda 2 menos c.
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Bien, conclusión, la derivada se anulará únicamente en c igual a 2, simplemente comprobamos, aunque esto yo creo que se ve más o menos fácil, cuando esto vale 0 la derivada es positiva, f' de 0 es mayor que 0, esto vale 2, y cuando es mayor que 2 la derivada es negativa, f' de 3 es menor que 0.
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Conclusión, encuentra máximo en c igual a 2 y por lo tanto b también vale 2.
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Al ser la suma 4, b más c vale 4, por lo tanto b más 2 vale 2 y por lo tanto b vale 2 centímetros.
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Bien, lo he cogido un pelín de carrerilla pero espero que me hayáis seguido sin mayor problema.
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Sí, bien, perfecto.
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Bien, genial.
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Bien, estos dos primeros de calentamiento me eran, yo espero, que hayan resultado más o menos sencillos. De todas maneras, como tenéis el vídeo podéis volver a hacerlo y parar el vídeo cuando consideréis.
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Vamos con el tercero que ya se empieza a complicar un pelín más, sin ser nada del otro mundo, pero bueno, que empieza a ser un pelín más de chicha.
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Se quiere vallar un campo rectangular
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En el momento en el que se diga campo rectangular
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Espero que todo el mundo esté dibujando ya un rectángulo
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Que está junto a un camino
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Se entiende que está pegado sobre el camino
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La valla del lado del camino cuesta no sé qué
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Y la de los otros 10 euritos el metro
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Haya el área del mayor campo que puede cercarse con 28.800 euros
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este ejercicio es la versión fácil
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de los ejercicios
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de programación lineal de sociales
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que van por inequaciones
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y son un pelín más chungas
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de nuevo
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un minutillo, minutillo y medio
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para que lo medio planteéis vosotros
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y en un par de minutos
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lo vemos
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y ahora ponemos otro
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también está muy bajo
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venga chicos
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¿cómo lo lleváis?
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¿Lo habéis planteado ya? ¿Dibujado ya? Comunicaos si os parece.
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Se entiende que sí, Eva. Se entiende que sí, porque además si es rectangular no puede tocar más de un lado, claro.
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Hay otro que sea paralelo al camino y en medio tendrá los dos perpendiculares. No puede tocar más de uno.
00:10:09
Nacho y...
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Paulo, no sé muy bien si tienen algún problema
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Bueno, venga, contadme, chicos
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Vamos lejerillos
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Que quiero hacer alguno más
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¿Cómo lo estáis planteando?
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Alguien, a lo mejor alguno que no suele hablar más
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Si se puede animar
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Estaría bien
00:11:19
Bueno, quien quiera, pero vamos
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Nacho, Marcos
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¿Quién más tenemos por aquí?
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Diego, a lo mejor soléis participar algo menos. ¿Tenéis alguna idea de cómo hacer esto?
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O suena a chino mandarino antiguo.
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Venga, chicos, ¿nadie se anima? Al menos algún que se ha de escribir. ¿Podéis abrir también el micrófono?
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O al menos sí, o al menos decidme si ya habéis planteado algo para que empiece a que comprobéis un poco vuestras soluciones.
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No sé si... O sea, la duda era más si necesitabais cinco minutos más o puedo empezar ya a resolverlo.
00:12:39
¿Vale?
00:12:44
Sí, o sea, tú has hecho aquí un...
00:13:16
Vale, entonces, a ver si te he entendido
00:13:18
Tú has hecho aquí un camino
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¿No? Aquí ponemos
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Caminito de Jerez
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Caminito
00:13:24
Y entonces aquí te has planteado
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Que este lado de aquí
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Está pegando al camino
00:13:31
Y aquí se abre
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El campo
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¿Digo bien? Vale
00:13:35
Esto es Y
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Y esto es X
00:13:43
¿Vale?
00:13:44
¿Vale?
00:13:55
Efectivamente
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Más 80Y, sí, 28.800 euros. Y ya está, ¿no? O sea, has planteado que X es 28.800 menos 90Y entre 20, 140.
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X es igual a 1, 4, 4, 0
00:14:40
1440 menos 9 medios Y
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Por ejemplo, te está pidiendo el área
00:14:53
Efectivamente
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O sea, el área sería XY
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Sería una función de X por Y
00:15:11
Pero yo sé que X vale esto de aquí
00:15:14
Entonces me queda la función solo en función de Y
00:15:16
que aplico como 1.440 menos 9 medios de i, i por i.
00:15:20
¿Digo bien?
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Y entonces simplemente, sí.
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Claro, es verdad que esto, aparte, porque esto se convierte en una cosa más...
00:15:37
Voy a quitar este de aquí para que no parezca raro.
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Se convierte en una cosa más o menos sencilla porque no quiero decir tampoco todo el rato que sea excesivamente sencilla.
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No sé muy bien qué pensaréis. Pero esto de aquí, ¿qué función es? Es una función cuadrática, ¿no? Y una función cuadrática es una parábola. Y solo mirando el valor del coeficiente del monomio principal puedes entender más o menos la forma.
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O sea, es una cosa así. Bueno, imagino que estará hacia arriba, que no va a caer por ahí el vértice, porque este vértice es negativo y las distancias han de ser positivas.
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Pero vamos, que claramente, aún sin acordarme de grandes historias... No, perdón, así no va a ser, así no va a ser, perdón. Tendrá que ser una cosa así. Tiki-tiki.
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Sin acordarme de grandes historias, a lo que iba, el vértice de la parábola, el famoso menos b partido de 2a, f de menos b partido de 2a que visteis en años anteriores, ha de ser el máximo de esa función.
00:16:50
Bueno, ¿se entiende lo que quiero decir? Y es verdad que si aplicáis lo que ya sabéis de derivadas, si una función cuadrática es de la forma ax al cuadrado más bx más c y deriváis,
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Entonces, esto me queda 2ax más b, y si optimizáis la derivada de f de x es igual a 0, que es igual a 2ax más b, podéis deducir lo que antes en la ESO naturalmente os tuvisteis que aprender de memoria, que era que esta de aquí era el vértice.
00:17:23
Porque al igualar esto a 0, efectivamente me devuelve esta expresión de aquí.
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x es igual a menos b partido de 2a, que por eso es el vértice de la parábola.
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Nada, esto, o hacéis toda esta historia de aquí, que es la clásica, o bien directamente yo tiraría a calcular el vértice de la parábola,
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porque sé que por ser la a negativa va a ser un máximo y que va a tener además este valor de x, lo que consideréis, vaya.
00:18:10
¿Se entiende lo que estoy diciendo?
00:18:19
Menos 1440 entre 2 por menos 9 medios
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Esto se va a anular
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Menos 1440 entre menos 9
00:18:33
Y esto es 960
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¿Se entiende chicos o no?
00:18:52
A ver si me lo he escrito
00:19:05
Sí
00:19:05
Vale. Vale, perfecto. Y por lo tanto me estaban pidiendo haya el área. Yo sé que ahora la Y vale 160. Conclusión, de aquí puedo hallar la X. Vamos a hacerlo, vamos a ir dándolo pequeñito, pero bueno, yo creo que se ve igual.
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Como la Y vale 160, la X... Bueno, o no, chicos, no hace falta tampoco, de tontería.
00:19:30
Si tengo la expresión del área, que es esta, pues si ya sé que la Y vale 160, si la sustituyo aquí, me debería dar directamente el valor del área.
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A de 160, 1440 por 160 menos 9 medios de 160 al cuadrado.
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Y esto, 160 por 160 por 9 y entre 2, esa barbaridad.
00:20:13
Y me da un chorizo de área del bendito copón.
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Pero bueno, eso de ahí. ¿Se entiende? También podrías haber calculado la X, aunque no te la pidieran, y haber hallado el rectángulo como base por altura.
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Yo lo que me he saltado es el valor del otro lado, pero vamos, que tampoco es igual.
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Venga, vamos ligeros, que ya me había traído 6, y a ver si nos diera tiempo a hacer alguno más.
00:21:14
Hombre, alguno más nos da tiempo, pero a ver si yo quiero hacer para que quede.
00:21:22
Las páginas de un libro deben medir cada una 600 centímetros cuadrados de área.
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Se entiende que un libro es también un rectángulico.
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Así que yo me hago mi rectángulico lo primero.
00:21:41
Bien.
00:21:50
Sus márgenes laterales y el inferior miden 2 centímetros.
00:21:51
¿Vale?
00:21:59
Vale.
00:21:59
Y el superior mide 3 centímetros.
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A ver, perdonadme chicos, me voy a poner...
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Mientras lo termine de leer y todo...
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Me voy a poner para que me hagáis el jetorro.
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Que parece que siempre da más... un punto más tal.
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Bueno.
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Calcular las dimensiones de la página que permitan obtener la mayor área impresa posible.
00:22:32
Esto a lo mejor ya...
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Esto, aquí ya, yo creo que se empieza un poco a complicar, no sé muy bien qué opinaréis vosotros.
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Pero aquí la cosa se vuelve un pelín más chunguilla
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Tenemos claro el enunciado chicos
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Sus márgenes laterales y el inferior miden 2 centímetros
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O sea que eso significa que tendré que quitar 2 centímetros de un lado y 2 centímetros del otro
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Y en el inferior otros 2 centímetros
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O sea yo entiendo que de aquí
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De aquí a aquí van a ser 2 centímetros
00:23:23
de aquí a aquí
00:23:33
dos centímetros más
00:23:36
y de aquí a aquí
00:23:38
dos centímetros más
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y al superior
00:23:43
mírate los centímetros
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o sea, yo entiendo que esta es mi área de impresión
00:23:48
y me dicen que la página del libro
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no el área de impresión
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ha de ser 600 centímetros cuadrados
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¿se entiende la diferencia?
00:24:17
voy a quitar la cámara
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más que nada porque es que esto va lentísimo
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mi ordenador no es tan bueno
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se entiende la diferencia
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entre esta área de impresión
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que tenemos que maximizar
00:24:38
pero tenemos que ponerla en relación
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a todo esto
00:24:42
o sea, a todo esto
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de aquí
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calcular dimensiones de la página, entonces como siempre
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chicos, la pregunta siempre
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mis variables se van a definir
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en base a la pregunta y si me dicen
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Las dimensiones de la página, no de la impresión, mis variables siempre tienen que estar referidas a eso. Siempre. Ahí no podéis dudar. Mis variables siempre han de ser, en este caso, x y aquí, y.
00:25:11
Y ya tenemos las dos primeras incógnitas.
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A partir de ahí, la primera condición que me encuentro es que esa área completa, por la página entera del libro, ha de medir 600 cm2 de área.
00:25:50
A conclusión, x por y, yo entiendo que tiene que ser 600 centímetros cuadrados.
00:26:05
x por y siempre tiene que ser 600 centímetros cuadrados.
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Lo que pasa es que el área de impresión es otro rectángulo, que no es x por y, porque es menor que ese rectángulo.
00:26:33
Es el rectángulo que está aquí dentro.
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¿Alguien sabe cómo expresar eso?
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¿Qué dimensiones tendrá este rectángulo de aquí?
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Efectivamente. La base será x menos 4, la altura y menos 5. Perfecto. Efectivamente. Yo tengo x menos 4 de base por y menos 5.
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Esta es el área de impresa, que es la función impesa, bueno, me lo perdonáis, es la función a maximizar.
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Introducimos condición de x por y es igual a 600, y yo plantearía x por y, que eso se va a convertir en 600,
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menos 5X menos 4Y más 20
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y esto de aquí es 600
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y me falta poner la X en función de la Y o la Y en función de la X
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ya que estamos, yo pondría que Y es igual a 600 partido de X
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y por lo tanto yo esta expresión
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o esta función de área impresa
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Podéis hacerlo naturalmente como queráis, claro, pero yo la escribiría como 600 menos 5x menos 2400 entre y, más 20, perdón, entre x.
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Esto es, ya vamos a poner adx o fdx, como queráis.
00:28:59
Y esta es mi función a maximizar, que lo haré exactamente igual, tiki tiki.
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620 menos 5X menos 2.400 entre X.
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Y por lo tanto, derivo, menos 5, menos, bueno, esto tiene un más, a ver, ¿dónde estáis?
00:29:25
¿seguís hasta ahí?
00:29:55
venga, perfecto
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y nada, eso lo igualáis a 0
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y tiki tiki
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¿hay alguna
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dificultad en igualar
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esto a 0 y hallar la expresión?
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esto lo puedes pasar
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sumas 5 a ambos lados
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multiplicas por 5x al cuadrado
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y luego lo dividirás
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entre 5
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es una cosa tal que así, ¿no?
00:30:41
¿no?
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¿No? Sumas 5, multiplicas por x al cuadrado ambos, divides entre x al cuadrado, perdón, divides entre 5 y luego aplicas raíz cuadrada a ambos, debería dar eso.
00:30:53
Si lo hemos hecho bien, ¿no? Raíz de 480, raíz de 480, que esto es, lo tengo por aquí ya directamente, más menos 21 con 91.
00:31:06
Está claro que menos 21,91 no puede ser porque no puede ser una longitud negativa. O sea, descartamos menos 21,91 por ser longitud negativa y comprobáis el más 21,91 que vais a ver que os da máximo.
00:31:31
comprobamos
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el 21,91
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con el signo de la derivada
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aquí debería dar positivo
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esto negativo
00:32:31
esto debería ser un máximo
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y calculas el área directamente
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con A de 21,91
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chicos
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siempre por favor
00:32:40
cuando vayáis a calcular esto
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no cometamos el craso error de ir a sustituir en a derivada.
00:32:45
Recordad que el 21,91 se vuelve a meter en la expresión sin derivar.
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No me lo metáis en la expresión derivada que entonces...
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No debería ser menos también el que está partido de x al cuadrado.
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No, porque si tú lo tomas va como una...
00:33:16
polinómica, esto de aquí, tienes este menos de aquí y esto de aquí lo expresas como
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menos 2400 por x elevado a menos 1. O sea, este cociente de aquí lo expresas como x
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Y cuando derivas eso, colocas el menos 1 delante, le restas 1, entonces menos por menos, es más, voy a escribirlo por si acaso.
00:33:42
A ver, colocas este menos 1 delante y luego tienes menos 1 y el menos que tenías aquí, menos por menos 1 por 2400 por x elevado a menos 1 menos 1.
00:33:57
Vale, perfecto, muy bien
00:34:19
De acuerdo
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Vamos a dejar planteado otro
00:34:27
Si os parece
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Este ya era un pelín más chunguillo
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No es que sean tan poco, pero suelen
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Requerir más trabajo
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De...
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Pues de desgranar
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Más el problema, porque suele ser un pelín
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Más entrincao y puede ser un pelín más chunguillo
00:34:44
Con paciencia y orden
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En matemáticas sale absolutamente todo
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Pero
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Pero bueno, vamos a echarle un vistazo rápido, rápido a este. Vamos a leerlo en medio segundo, pero vamos a cambiar a GeoGebra, que os lo he dibujado ahí para que lo veáis más fácil.
00:34:53
Entre todos los rectángulos inscritos en una circunferencia de radio 10 centímetros, calcula las dimensiones del que tenga área máxima.
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Este os lo he puesto en geogebra. Voy a añadir aquí una captura de ventana.
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Vamos a poner aquí un titular como geogebra.
00:35:30
Y me lo pones geogebra.
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Perfecto. Y a vosotros os lo voy a compartir. Esta de aquí. ¿Estáis viendo GeoGebra? Sí, perfecto.
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Esto es esta área de aquí que veis. Si yo muevo el de todos estos rectángulos, me están pidiendo el que tenga área máxima.
00:36:15
Recordamos que el cuadrado es un caso particular del rectángulo en el que la base y la altura coinciden.
00:36:27
Esto creo que alguna vez hemos tenido el susto en clase, pero vamos, que sin más.
00:36:35
¿De acuerdo?
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Entonces, naturalmente, pues ya sabemos.
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Esto, el lado del... el área del...
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del rectángulo será base por altura,
00:36:50
Y entre ellos, por supuesto, yo creo que veis claramente que media de nuevo el teorema de Pitágoras.
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Por lo que basta volver a escribir las cosas de nuevo como hemos hecho en otros...
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A ver, tenemos que editar un poco esto.
00:37:23
Bien.
00:37:42
Pues nada, entonces esto de aquí será X, esto de aquí será Y.
00:37:52
y entre medias simplemente media el grama de Pitágoras con el 20.
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Vamos a dejarlo planteado en medio segundo, que no quiero tampoco robar mucho más tiempo,
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que estamos de vagaciones.
00:38:10
Aquí estamos.
00:38:15
Tendré por lo tanto, esto es equivalente a plantear de nuevo un triángulo rectángulo
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en el que este diámetro es 20, porque el radio es un 10,
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esto es X, esto es Y.
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Me pide maximizar la función x por y entre 2, sabiendo que x al cuadrado más y al cuadrado va a ser 20.
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¿De acuerdo?
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Aquí tenemos una pequeña cuestión también.
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La verdad es que lo he dejado un poco para el final, lo debería haber dejado un poco.
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Acordaos de que yo en alguna demostración, podéis hacerlo un poco como queráis.
00:39:13
O sea, yo puedo plantear las cosas como antes. O sea, yo puedo decirte que y al cuadrado, por ejemplo, es igual a 20 menos x al cuadrado.
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Perdón, aquí falta un cuadrado, que nadie me ha dicho nada. Estos son 400. Es la hipotenusa al cuadrado.
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Bueno, plantear que y es igual a raíz de 400 menos x y plantear que tengo que maximizar la función a de x, x por raíz cuadrada de 400 menos x entre 2.
00:39:33
hasta ahí yo creo que todo el mundo
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sí, sí, Eva, sí, perdóname
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ostras, sí, madre mía, es que como voy ya
00:40:00
tienes toda la razón, sí
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a ver si lo consigo
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aquí falta un cuadrado, aquí falta un cuadrado
00:40:09
y aquí falta un cuadrado también
00:40:16
y ya está, muchas gracias Eva, perdona
00:40:17
y esto vamos a darle un poquito más
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Pues recordad que cuando tengo estas funciones de aquí, la función f de x y la función a cuadrado de x mantienen los mismos máximos y mínimos.
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Porque si yo derivase a cuadrado de x por la regla de la cadena y lo igualase a cero, esa función derivada se va a anular en los mismos puntos.
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Así que podéis o derivar esto, que es un poco más maquinoso porque tenéis una raíz cuadrada por ahí dando un poco por saco y tal.
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Podéis también, si queréis, otra de las opciones, por si acaso no se os ocurre, es escribirlo así, meter el x dentro de la raíz.
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Si no lo queréis elevar al cuadrado, podéis escribir esto, x al cuadrado, vamos a hacerlo muy paso a paso para que lo veáis.
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Esta x de aquí que he señalado en verde se puede escribir como x al cuadrado por raíz de 400 menos x al cuadrado y entre 2.
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Y luego, como sabéis muy bien las propiedades de las potencias y por lo tanto de los radicales, sabéis también muy bien que se puede escribir esto así, x al cuadrado por 400 menos x al cuadrado, y entre 2.
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Y si operáis esto y ta ta ta ta ta, pues os queda una regla de la cadena un pelín más sencilla. En vez de hacer la primera expresión, esta de aquí, que era un producto y que era infinitamente más larga.
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Yo lo que os recomiendo es, pues lo que os digo, basándonos en que ADX y A cuadrado de X mantienen los mismos máximos, pues yo mantienen mismos máximos y si queréis luego os hago un vídeo y lo comprobamos dibujando las dos funciones en GeoGebra que mantienen los mismos extremos,
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Pues yo lo que a lo mejor sería, tendería a maximizar esta de aquí, x al cuadrado por 400 menos x al cuadrado y entre 2, que tiene una derivada mucho más sencilla.
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La derivada más sencilla. Esto muy probablemente no se os habría ocurrido, porque claro, estamos en son de bachillerato, tenemos que coger un poco ahí de carrerilla con estas cosas y con el análisis, si deriváis a dx es más maquinoso, pero vais a llegar, y si la queréis un poco modelar para que la derivada quede un pelín más sencillota, pues la modeláis.
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Pues, deberíais llegar a la misma conclusión de una manera o de la otra, simplemente esto que os propongo es una cuestión para medio simplificaros un poco los cálculos.
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Pues también, es verdad. No, tienes razón, no habría falta. Y aparte me he vuelto a equivocar porque como voy pensando en otra cosa, esto sería un 4 en todo caso, al elevarlo al cuadrado.
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Sí, es verdad, tienes razón Eva
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Podríamos haberlo hecho directamente sin ese 2
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Y por lo tanto sin este 4
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Calcular dimensiones del que tenga área máxima
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Sí
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Te va a salir igual
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Buen apunte, efectivamente
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Aquí lo que me interesaba era eso
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Pues que, en fin, acordaos de que cuando tengáis una
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Cuando estéis haciendo máximos y mínimos
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Si hay alguna raíz por ahí
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Y f de x y f cuadrado de x mantienen los mismos extremos.
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Así que no cambiaría nada, no perderíais precisión ni rigor.
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¿De acuerdo?
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¿Dudas con esto?
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Bueno, estamos en un vídeo, podéis parar eventualmente.
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Me quedaría este de aquí.
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¿Dudas con el 5?
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¿Alguien?
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Bien, entiendo que no. Bueno, nada más chicos. Os voy a dejar este ejercicio aquí, por si acaso alguien le quiere echar un ojo. Y luego subo al aula virtual las soluciones del 6 y de alguno más.
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Os dejo los enunciados por un lado y enunciados más soluciones por el otro, por si queréis echarle un vistazo. Yo de optimización puede ser que pregunte algo. Si lo pregunto, lo pregunto una vez en el parcial y fuera.
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o hacemos algún ejercicio evaluable en clase así más sencillo de más rápido
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para que tenga alguna nota también de clase
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pero vaya, que ya os animo a que repaséis también integrales
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lo que pasa es que esa yo pensaba, ya que tenemos el sábado y el jueves
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pues a lo mejor martes y miércoles
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hagamos algo de repaso de integrales si es que nos interesa
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y ahora aprovechamos para ver otra cosa
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pero vamos, os recuerdo que esto está abierto para quien
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Quien tenga dudas específicas de algo de atrás, de geometría, de lo que sea, que también va a entrar en el parcial, pues que yo os animo a que las traigáis a las sesiones.
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¿De acuerdo?
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Muy bien chicos, pues nada. Voy a detener ya la grabación.
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- Subido por:
- Pablo M.
- Licencia:
- Todos los derechos reservados
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- Fecha:
- 24 de marzo de 2024 - 15:45
- Visibilidad:
- Clave
- Centro:
- IES MARÍA RODRIGO
- Duración:
- 46′ 54″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 101.95 MBytes