tal cual cayó — sin cambiar un número
Cálculo · convocatoria ordinaria
Convocatoria ordinaria · 2025-2026
9 de junio de 2026 · 8 ejercicios · 80 puntos
Empieza sin mirar: abre cada ejercicio cuando vayas a por él. Las resoluciones están en la otra pestaña.
Tres vértices que son las tres raíces cúbicas de ochoNúmeros complejos1 + 7 + 2 = 10 pts
Los afijos de los números complejos , y son los vértices de un triángulo equilátero.
a) Calcular sabiendo que es el de mayor parte real.
b) Calcular el área del triángulo.
El tercer vértice y el área del triángulo.
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
Una derivada respecto de algo que no es el tiempoEstudio local de funciones reales de una variable real1 + 7 + 2 = 10 pts
La temperatura de un objeto que se mueve a lo largo de un filamento depende del tiempo y viene dada por . Además, la posición de dicho objeto en función del tiempo se expresa mediante . Determinar el instante en el que el cambio de temperatura respecto a la posición es mínimo.
El instante en que dT/dx alcanza su mínimo.
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
La serie más corta del temario, y dónde deja de valerEstudio local de funciones reales de una variable real1 + 6 + 3 = 10 pts
a) Obtener el desarrollo de Maclaurin de la función .
b) ¿Para qué valores de es convergente la serie obtenida en el apartado anterior?
El desarrollo y su intervalo de convergencia.
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 26 puntos por calcular
- COMP 43 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
Girar alrededor del valor medio, y lo que sobra al hacerloIntegración1 + 4 + 5 = 10 pts
La figura muestra la gráfica de una función continua en y derivable en . También se muestra la recta , donde es el valor medio de en .
Figura redibujada del enunciado original. Sean:
: volumen del sólido de revolución que se obtiene al girar el fragmento de la gráfica de para alrededor de la recta .
: volumen del sólido de revolución que se obtiene al girar el fragmento de la gráfica de para alrededor de la recta .
: volumen del sólido de revolución que se obtiene al girar la gráfica completa de alrededor del eje .
a) Considerar la función definida por , . Estudiar:
a.1. El crecimiento y los extremos de .
a.2. La concavidad y los puntos de inflexión de .
b) Demostrar analíticamente que .
El crecimiento y la concavidad de F, y la demostración de la identidad.
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 24 puntos por calcular
- COMP 45 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
Un sólido con tapa plana y fondo de paraboloideIntegral múltiple0 + 7 + 3 = 10 pts
Sea el sólido definido por las condiciones ; , donde .
a) Dibujar el sólido .
b) Calcular el volumen de .
c) Sabiendo que el sólido está fabricado enteramente con el mismo material y que la tercera coordenada del centro de gravedad es , calcular el valor de .
El dibujo, el volumen y el valor de a.
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 43 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
El dron, la trayectoria de máxima pendiente y un trabajo que no la miraFunciones reales de varias variables reales1 + 7 + 2 = 10 pts
Un dron ha sufrido un accidente y se encuentra en el fondo del mar, en un punto desconocido. El dron está equipado con una baliza que emite una señal. El plan de rescate consiste en seguir una trayectoria submarina siguiendo el mayor aumento en la intensidad de dicha señal, hasta llegar a . Se sabe que el valor de la intensidad de la señal en cada punto viene dada por la función . El equipo de rescate parte del punto .
a) Calcular la trayectoria que debe seguirse.
b) Supongamos que se ha encontrado el dron a una profundidad km. Calcular las otras dos coordenadas de .
c) Supongamos que las corrientes marinas producen un campo de fuerza dado por el vector . Calcular el trabajo que ha realizado esta fuerza a lo largo de la trayectoria que se ha seguido.
La trayectoria, el punto P y el trabajo del campo.
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
Una ecuación con la t delante, y por eso LaplaceTransformada de Laplace1 + 7 + 2 = 10 pts
Resolver la ecuación
La solución del problema de valor inicial.
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
Una ampliación impar, y la serie de Leibniz que sale de ellaIntroducción al análisis de Fourier0 + 7 + 3 = 10 pts
Sea la función , .
a) Obtener una ampliación impar y periódica, , de la función .
b) Dibujar la función y la función ampliada obtenida en el apartado anterior.
c) Calcular la serie de Fourier, , de .
d) Calcular, justificando la respuesta, los valores de y en los puntos y .
e) Calcular .
La ampliación, su dibujo, la serie, los dos valores y la suma.
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 43 puntos por justificar
Resolver guiado →El examen no publica solución: la resolución es propuesta nuestra, pendiente de revisión.
El examen no publica solución. Todas estas resoluciones son propuesta nuestra y están pendientes de revisión.
Tres vértices que son las tres raíces cúbicas de ocho
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
Los afijos de los números complejos , y son los vértices de un triángulo equilátero.
a) Calcular sabiendo que es el de mayor parte real.
b) Calcular el área del triángulo.
El tercer vértice y el área del triángulo.
- 01
Reconocer el camino
COMP1y tienen los dos módulo , y argumentos y . ¿Qué sugiere eso?
El conjugado de es , que ya está dado. El tercer vértice tiene que ser otro punto.
La suma de los tres sí es cero —el baricentro está en el origen—, pero entonces , con el signo cambiado. vale , que está al otro lado.
Eso es. Las tres raíces cúbicas de un número reparten la circunferencia en tres partes iguales, así que siempre forman un triángulo equilátero. Aquí el radio es y los argumentos van de en : , y .
- 02
El tercer vértice
COMP2¿Cuál es la parte real de ?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Ese es . El baricentro de un equilátero es el centro de su circunferencia circunscrita, aquí el origen, así que y . Además dista de , y el lado mide .
Eso es , la longitud del lado, no la abscisa del vértice. El vértice está sobre el eje real a distancia del origen, porque los tres están en la misma circunferencia.
Has cambiado de signo la parte real de . El tercer vértice no es la reflexión de : es el que completa el reparto de la circunferencia en tres partes iguales, y cae sobre el eje real.
El baricentro de un triángulo equilátero coincide con el centro de su circunferencia circunscrita.
Desarrollo
y están en la circunferencia de radio , y el tercer vértice de un equilátero inscrito tiene que estar a de los dos:
O, sin polares: el baricentro está en el centro, así que y
- 03
El área
COMP2¿Cuánto vale el área del triángulo?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Te has dejado el . La base es el segmento , de longitud , y la altura es la distancia de a la recta , que vale : el área es .
Has usado lado , que es el radio de la circunferencia circunscrita. El lado de un equilátero inscrito en una circunferencia de radio mide , aquí .
Esa es la altura del triángulo, la distancia de a la recta que une los otros dos. Falta multiplicarla por la base y dividir entre dos.
La base es vertical: une con .
Desarrollo
La base es el segmento de a , que mide
y la altura es la distancia de a la recta , que vale . Por tanto
Y con la fórmula del equilátero, : lo mismo.
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
El radio de la circunferencia circunscrita no es el lado. En un equilátero el lado vale , y aquí . Se ve de un vistazo mirando y : están separados verticalmente , no .
El razonamiento, en orden
y tienen módulo y argumentos : están en la circunferencia de centro el origen y radio .
Un triángulo equilátero inscrito reparte la circunferencia en tres arcos de , así que el tercer vértice tiene argumento : , que además es el de mayor parte real, como pide el enunciado.
Los tres son, de hecho, las raíces cúbicas de : cumplen .
El lado mide y la altura desde vale .
El área es .
Resolución completa
a) El tercer vértice. En polares, y : los dos en la circunferencia de centro el origen y radio , separados .
Un triángulo equilátero inscrito en una circunferencia tiene sus tres vértices separados , así que el que falta es
y es, además, el de mayor parte real: los otros dos la tienen igual a .
Hay un camino más corto que conviene ver: los tres cumplen . Son las tres raíces cúbicas de 8, y las raíces -ésimas de un complejo siempre forman un polígono regular de lados. Reconocerlo ahorra el ejercicio entero.
Y un tercero, sin polares: el baricentro de un equilátero coincide con el centro de la circunferencia circunscrita, que aquí es el origen, luego y .
b) El área. La base es el segmento vertical que une con :
y la altura, la distancia de a la recta , es .
La comprobación es inmediata con la fórmula del equilátero: con da . Que las dos vías coincidan confirma de paso que el triángulo es equilátero de verdad y no solo isósceles.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
Una derivada respecto de algo que no es el tiempo
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
La temperatura de un objeto que se mueve a lo largo de un filamento depende del tiempo y viene dada por . Además, la posición de dicho objeto en función del tiempo se expresa mediante . Determinar el instante en el que el cambio de temperatura respecto a la posición es mínimo.
El instante en que dT/dx alcanza su mínimo.
- 01
Reconocer el camino
COMP1¿Qué es «el cambio de temperatura respecto a la posición»?
Eso es. La cadena dice , y de ahí se despeja. No hace falta escribir en función de .
Se puede —sale — pero derivar eso es mucho más largo y con más sitios donde equivocarse. La regla de la cadena da lo mismo sin despejar nada.
Esa es respecto al tiempo, y además nunca se anula ni tiene mínimo: crece siempre. El enunciado pide respecto a la posición.
- 02
La derivada en el instante inicial
COMP2¿Cuánto vale en ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Te has dejado el de . Al derivar, .
Te has dejado el que baja del exponente. La derivada de es , no .
Parece que has dividido por o algo parecido. En el denominador es .
, y en los dos son fáciles.
Desarrollo
y en queda .
- 03
El instante del mínimo
COMP2¿En qué instante es mínimo ?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Has anulado el denominador, . Ahí la función no tiene un mínimo: tiene una asíntota, y además está fuera de todo intervalo con sentido físico.
Has dividido entre en vez de entre . La condición es , es decir .
Cerca, pero no. De sale y ; con el numerador de la derivada sería , no cero.
Deriva el cociente y saca factor común la exponencial, que nunca se anula.
Desarrollo
La exponencial y el denominador son siempre positivos, así que el signo lo pone el corchete:
Y es mínimo porque el corchete es negativo antes y positivo después: la derivada baja hasta y sube a partir de ahí.
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
Que dos funciones crezcan no dice nada del cociente. Aquí, al principio, la posición acelera mucho más deprisa que la temperatura — es cuadrática y apenas se mueve—, así que el cociente baja; y a partir de la exponencial se impone y vuelve a subir. Ese cambio es justamente el mínimo que pide el enunciado.
El razonamiento, en orden
«Cambio de temperatura respecto a la posición» es , y por la regla de la cadena .
y , así que .
Derivando el cociente y sacando factor común la exponencial, el signo de es el de .
Ese corchete se anula en , es negativo antes y positivo después: ahí hay un mínimo.
Hace falta además , es decir , para que el objeto avance y la derivada tenga sentido.
Resolución completa
Lo que pide el enunciado. «El cambio de temperatura respecto a la posición» es , y no hay que despejar para calcularlo. La regla de la cadena,
da directamente
El mínimo. Derivando el cociente:
La exponencial es siempre positiva y el denominador también, así que el signo de es el del corchete, que es una recta:
Negativa para y positiva para . Por tanto decrece, alcanza su mínimo en
y crece a partir de ahí.
Lo que significa. Al principio el objeto se acelera — crece como — mientras la temperatura apenas se mueve, así que cada metro recorrido calienta cada vez menos. Pasado la exponencial empieza a mandar y la relación se invierte. Ese cruce es el mínimo, y decirlo con palabras es la mitad de los puntos de COMP4.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
La serie más corta del temario, y dónde deja de valer
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 26 puntos por calcular
- COMP 43 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
a) Obtener el desarrollo de Maclaurin de la función .
b) ¿Para qué valores de es convergente la serie obtenida en el apartado anterior?
El desarrollo y su intervalo de convergencia.
- 01
Reconocer el camino
COMP1¿Cuál es la vía más corta para el desarrollo?
Eso es. La fórmula de la suma de una geométrica, leída al revés, ya es el desarrollo. Y de paso da el radio de convergencia gratis: la geométrica converge si y solo si .
Son funciones distintas. es la derivada de , no un logaritmo; y sustituir no arregla esa diferencia.
Funciona: y , así que el coeficiente es . Pero es dar un rodeo para llegar a la serie que uno ya se sabe.
- 02
El coeficiente de x⁷
COMP2¿Cuál es el coeficiente de en el desarrollo?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Los signos alternan en , no en . Aquí la razón es y todos los coeficientes valen .
Eso es , el coeficiente de la exponencial. Aquí no hay factoriales: se cancelan con los de las derivadas.
Los coeficientes no crecen con el grado. Escribe los primeros términos: , todos con coeficiente .
Escribe la geométrica de razón y mira el término de grado .
Desarrollo
Todos los coeficientes valen ; el de también. Comprobado por derivadas: , luego y .
- 03
La suma en un punto
COMP2¿Cuánto vale la serie en ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Has puesto . Con el denominador es .
Has sumado solo los dos primeros términos, . La serie sigue: , y converge a .
Ese es el denominador, . La suma es su inverso.
No hay que sumar nada: la serie converge a en todo su intervalo, y está dentro.
Desarrollo
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
Esa es la suma de Cesàro, o la de Abel, que son otra cosa: asignan un número a series que no convergen. Que una sucesión oscile entre y significa exactamente que no tiene límite, y por tanto que la serie diverge. Es un caso clásico y conviene saber nombrarlo, pero la respuesta al apartado b) es .
El razonamiento, en orden
es la suma de la serie geométrica de primer término y razón , así que su desarrollo de Maclaurin es .
Se confirma derivando: , luego y el coeficiente vale para todo .
Una geométrica converge si y solo si , así que la serie converge exactamente para .
En la serie es y diverge a : el término general no tiende a cero.
En es , cuyas sumas parciales oscilan entre y sin límite: también diverge.
El intervalo de convergencia es, por tanto, el abierto .
Resolución completa
a) El desarrollo. No hay nada que calcular si se reconoce la fórmula de la suma de una progresión geométrica leída al revés:
Y si se quiere la comprobación formal, sale igual de limpia:
b) Dónde converge. Una geométrica de razón converge si y solo si . Aquí , así que la serie converge exactamente para
Y los dos extremos hay que mirarlos uno a uno, porque el criterio no dice nada de ellos:
- en la serie es : el término general no tiende a cero y diverge;
- en es : las sumas parciales valen y no tienen límite, así que también diverge.
El intervalo de convergencia es , abierto por los dos lados.
Por qué es la serie que más se usa. Casi todos los desarrollos del curso salen de esta: cambiando por se obtiene ; integrándola, ; cambiando por y luego integrando, el arcotangente. Merece la pena tenerla en la cabeza con su intervalo pegado.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
Girar alrededor del valor medio, y lo que sobra al hacerlo
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 24 puntos por calcular
- COMP 45 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
La figura muestra la gráfica de una función continua en y derivable en . También se muestra la recta , donde es el valor medio de en .
Sean:
: volumen del sólido de revolución que se obtiene al girar el fragmento de la gráfica de para alrededor de la recta .
: volumen del sólido de revolución que se obtiene al girar el fragmento de la gráfica de para alrededor de la recta .
: volumen del sólido de revolución que se obtiene al girar la gráfica completa de alrededor del eje .
a) Considerar la función definida por , . Estudiar:
a.1. El crecimiento y los extremos de .
a.2. La concavidad y los puntos de inflexión de .
b) Demostrar analíticamente que .
El crecimiento y la concavidad de F, y la demostración de la identidad.
- 01
Reconocer el camino
COMP1¿Cuánto vale ?
Esa es la derivada de , que es otra cosa. es una integral de ese cuadrado, no el cuadrado.
Eso valdría si el integrando fuera . Aquí está elevado al cuadrado, y el cuadrado se queda.
Eso es. El integrando es , así que la derivada de la integral es ese integrando evaluado en el extremo superior. Y como es un cuadrado, nunca es negativo.
- 02
Extremos relativos de F
COMP2Según la figura, en todo . ¿Cuántos extremos relativos tiene en el intervalo abierto ?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Has copiado el máximo de . Pero no es : su derivada es , que ahí no se anula ni cambia de signo. Donde tiene su máximo, tiene un punto de inflexión, no un extremo.
en todo el intervalo: es estrictamente creciente y no puede tener ningún extremo interior. Sus valores extremos están en los bordes, y .
¿Puede cambiar de signo un cuadrado?
Desarrollo
, y con en es estrictamente positiva. Por tanto es estrictamente creciente en todo y no tiene ningún extremo relativo en el interior: el mínimo absoluto es y el máximo absoluto es , los dos en los extremos del intervalo.
- 03
Puntos de inflexión de F
COMP2¿Cuántos puntos de inflexión tiene en ?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…, y con el signo es el de . En la figura sube y luego baja, así que cambia de signo una vez: ahí hay inflexión.
solo cambia de signo una vez en la figura, en su máximo. El punto no cuenta: ahí corta a la recta , que no tiene nada que ver con la concavidad de .
Deriva otra vez: , y mira dónde cambia de signo con .
Desarrollo
Como , el signo de es el de . En la figura crece desde hasta su máximo y decrece después, así que cambia de signo una vez, en ese máximo: ahí pasa de cóncava hacia arriba a cóncava hacia abajo. Un punto de inflexión.
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la demostración. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
Recorren toda la gráfica, sí, pero giran alrededor de otro eje: la recta , no el eje . El radio no es sino , y por eso sale más pequeño que — la diferencia es exactamente el del enunciado, que es el volumen del cilindro de radio y longitud .
El razonamiento, en orden
Girando alrededor del eje , .
Girando alrededor de la recta , el radio en cada es , así que — el punto solo parte la integral en dos trozos.
Desarrollando el cuadrado, .
Y la definición de valor medio, , da .
Sustituyendo, , que es lo que se quería.
Resolución completa
a.1. Crecimiento de . Por el teorema fundamental del cálculo,
Un cuadrado nunca es negativo, y en la figura en todo , así que : es estrictamente creciente. No tiene extremos relativos en el interior; su mínimo es y su máximo , los dos en los bordes.
Conviene decir por qué : una integral entre y vale cero sea cual sea el integrando.
a.2. Concavidad de .
y con el signo es el de . En la figura crece desde , alcanza un máximo pasado , y decrece hasta . Por tanto:
- es cóncava hacia arriba mientras crece,
- cóncava hacia abajo mientras decrece,
- y tiene un punto de inflexión, justo donde alcanza su máximo.
El punto no interviene: ahí lo que pasa es que cruza la recta , y eso no dice nada de .
b) La identidad de los volúmenes. Los tres son integrales de discos, y lo único que cambia es el radio.
Alrededor del eje el radio es :
Alrededor de la recta el radio es la distancia a esa recta, . El punto solo parte el intervalo en dos, así que
Desarrollando el cuadrado:
Y aquí entra la única hipótesis que se ha usado del enunciado: es el valor medio, es decir
Sustituyendo:
Lo que significa el término que sobra. es el volumen del cilindro de radio y longitud : el sólido que se obtendría girando la propia recta alrededor del eje . Girar alrededor del valor medio en vez de alrededor del eje quita exactamente ese cilindro — ni más ni menos, y solo porque es el valor medio. Con cualquier otra recta la identidad sería falsa: sobraría un que no se cancela.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
Un sólido con tapa plana y fondo de paraboloide
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 43 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
Sea el sólido definido por las condiciones ; , donde .
a) Dibujar el sólido .
b) Calcular el volumen de .
c) Sabiendo que el sólido está fabricado enteramente con el mismo material y que la tercera coordenada del centro de gravedad es , calcular el valor de .
El dibujo, el volumen y el valor de a.
- 01
Reconocer el camino
COMP1¿Qué sólido describen esas dos condiciones?
Eso es. El paraboloide se abre hacia abajo con el vértice en y toca justo en el borde del disco, donde . Entre él y la tapa plana queda un cuenco al revés: ancho arriba y en punta abajo.
Un paraboloide no es una esfera: su altura baja como el cuadrado del radio, no como una raíz. Y aquí el sólido está además cortado por una tapa plana.
Ese sería el sólido si el fondo fuera plano, . Aquí el fondo sube según se acerca al eje: en el centro el sólido tiene altura cero, y en el borde, altura .
- 02
El volumen
COMP2Con , ¿cuánto vale el volumen de ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Te has dejado el : el volumen es , no . Sale de multiplicado por .
Ese es el volumen del cilindro completo, … no: es con mal elevado. Comprueba que la altura del sólido en cada punto es , y que en el centro vale cero.
Parece la fórmula de una media esfera, . El fondo es un paraboloide, no una esfera.
En cada punto del disco la altura del sólido es . Integra en polares.
Desarrollo
La altura entre las dos superficies es
así que, en polares y sobre el disco ,
Con : .
- 03
El valor de a
COMP2Con , ¿cuánto vale ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Has multiplicado en vez de dividir: . La relación es , así que .
Has usado , que es lo que valdría si el sólido fuera un cilindro. Aquí hay más material arriba que abajo y el centro de gravedad sube hasta .
Has multiplicado por en vez de por . De sale y .
Calcula primero en función de ; te saldrá una fracción sencilla.
Desarrollo
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
Homogéneo significa que la densidad es la misma en todas partes, no que haya la misma cantidad de material a cada altura. Y aquí no la hay: cerca de la tapa el sólido es un disco ancho y cerca del vértice es casi un punto. Por eso el centro de gravedad se va hacia arriba, hasta , y no se queda en .
El razonamiento, en orden
a) El paraboloide tiene el vértice en y llega a en el borde del disco ; el sólido es lo que queda entre él y la tapa plana .
La altura del sólido en cada punto es : cero en el eje y en el borde.
b) .
c) Como el material es homogéneo, la masa se cancela y .
Esa integral vale , así que y de sale .
Resolución completa
a) El sólido. La condición dice que la sombra es el disco de radio . Y entre ese disco y la tapa plana está el paraboloide , que se abre hacia abajo con el vértice en y llega a justo en el borde del disco.
El sólido es lo que queda entre los dos: en el eje tiene altura cero —el paraboloide toca la tapa— y en el borde tiene altura . Es un cuenco al revés, o el hueco que dejaría un paraboloide dentro de un cilindro.
b) El volumen. La altura en cada punto es la diferencia entre las dos superficies:
En polares, sobre el disco:
c) El centro de gravedad. Con densidad constante, la densidad se cancela y
Integrando primero en , entre las dos superficies:
y con ,
Un control barato. tiene que estar entre y , y lo está; y tiene que estar por encima de la mitad, porque hay mucho más material cerca de la tapa que cerca del vértice. Si hubiera salido menos de , habría que revisar el cálculo antes de seguir.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
El dron, la trayectoria de máxima pendiente y un trabajo que no la mira
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
Un dron ha sufrido un accidente y se encuentra en el fondo del mar, en un punto desconocido. El dron está equipado con una baliza que emite una señal. El plan de rescate consiste en seguir una trayectoria submarina siguiendo el mayor aumento en la intensidad de dicha señal, hasta llegar a . Se sabe que el valor de la intensidad de la señal en cada punto viene dada por la función . El equipo de rescate parte del punto .
a) Calcular la trayectoria que debe seguirse.
b) Supongamos que se ha encontrado el dron a una profundidad km. Calcular las otras dos coordenadas de .
c) Supongamos que las corrientes marinas producen un campo de fuerza dado por el vector . Calcular el trabajo que ha realizado esta fuerza a lo largo de la trayectoria que se ha seguido.
La trayectoria, el punto P y el trabajo del campo.
- 01
Reconocer el camino
COMP1«Seguir el mayor aumento de la intensidad» ¿en qué se traduce?
Eso es. El gradiente apunta en la dirección de máximo crecimiento, así que la trayectoria que lo sigue tiene en cada punto esa dirección. Igualando los cocientes salen dos ecuaciones diferenciales de variables separadas.
Justo lo contrario: sobre una curva de nivel la intensidad no cambia. La trayectoria de máximo crecimiento cruza las superficies de nivel perpendicularmente.
El punto donde el gradiente se anula es el mínimo de , y además la trayectoria de máxima pendiente no es una recta salvo que el campo lo sea. Aquí es una curva.
- 02
La abscisa del dron
COMP2Con , ¿cuánto vale la coordenada de ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Te has dejado el . De sale , no .
Ese es a secas, que es . Falta despejar .
Has dividido entre en vez de entre . El coeficiente viene de .
Integra desde ; te quedará .
Desarrollo
. De :
y el punto de partida da . Con :
- 03
El trabajo del campo
COMP2¿Cuánto vale el trabajo de a lo largo de la trayectoria?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Te falta restar el potencial en el punto de partida. En vale , no cero: el término no se anula ahí.
Signo. El trabajo es , y el final es .
Valdría cero si la trayectoria fuera cerrada, y no lo es: va del origen a . El campo sí es conservativo, pero eso solo significa que no importa por dónde se llegue.
Comprueba si deriva de un potencial antes de plantearte parametrizar la trayectoria del apartado a).
Desarrollo
El campo es conservativo, con potencial
que se comprueba derivando: , , . Por tanto
Con , y :
y es un elevado a menos novecientos y pico: cero a todos los efectos. Así que
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
No hace falta, y eso es lo que el ejercicio quiere que veas. Al ser el campo conservativo, el trabajo solo depende de los extremos: el apartado a) sirve para localizar , y una vez localizado la curva no vuelve a aparecer. Parametrizar y meterla en la integral es media hora tirada.
El razonamiento, en orden
a) , y la trayectoria de máximo crecimiento cumple .
Integrando por parejas y usando que pasa por el origen: y .
b) Con es , así que e .
c) El campo es conservativo y su potencial es , como se comprueba derivando las tres componentes.
Por tanto .
Resolución completa
a) La trayectoria. El gradiente apunta en la dirección de máximo crecimiento:
Que la trayectoria lo siga significa que su vector tangente es paralelo a en cada punto, es decir
Son dos ecuaciones de variables separadas. De la primera con la tercera:
y de la segunda con la tercera:
El punto de partida da :
b) El punto . Con es , y
c) El trabajo. Antes de tocar la trayectoria, la comprobación de siempre. El campo
deriva del potencial
—derívalo y salen las tres componentes—. Por tanto el trabajo no depende del camino:
y , con , es cero a todos los efectos. Queda
Lo que hace difícil este ejercicio no es ninguna cuenta: es darse cuenta de que el apartado c) no usa el apartado a). La trayectoria hay que calcularla para localizar , y una vez localizado deja de importar. Quien no compruebe que el campo es conservativo se pone a parametrizar una curva de tercer grado y no acaba.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
Una ecuación con la t delante, y por eso Laplace
- COMP 11 punto por reconocer
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 42 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
Resolver la ecuación
La solución del problema de valor inicial.
- 01
Reconocer el camino
COMP1¿Por qué no sirve aquí la ecuación característica?
Al revés: de segundo orden y homogénea es el caso más cómodo… si los coeficientes fueran constantes. Lo que estorba es la .
Es cierto que en el coeficiente principal se anula —el punto es singular— y eso merece un comentario en COMP4. Pero el motivo de que la característica no sirva es anterior: los coeficientes dependen de .
Exacto. La característica solo vale para coeficientes constantes. Con una multiplicando, la herramienta es la transformada de Laplace, que convierte en .
- 02
El exponente de la solución
COMP2La solución resulta ser . ¿Cuánto vale ?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Signo. La transformada sale , cuyo polo está en , y .
Con las condiciones iniciales no cuadran: daría y el enunciado pide .
Comprueba con la condición inicial: , y el enunciado dice que vale .
Las dos condiciones iniciales tienen que cumplirse a la vez: e .
Desarrollo
Con es para cualquier , y . La segunda condición fuerza .
Y se comprueba en la ecuación: con ,
- 03
El valor en t = 1
COMP2¿Cuánto vale ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Ese es , que saldría con . El exponente lleva un .
Ese es : has elevado el exponente al cuadrado en vez de multiplicarlo por .
Has calculado . La solución es una exponencial de base , no de base .
Sustituye en la solución.
Desarrollo
- 04
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
Aquí no. Cuando los coeficientes llevan , Laplace produce derivadas respecto de : el resultado es otra ecuación diferencial, de primer orden en . Es un buen negocio —se pasa de segundo orden con coeficientes variables a primer orden y separable— pero no es la simplificación habitual, y decirlo es parte de COMP4.
El razonamiento, en orden
Los coeficientes dependen de , así que la ecuación característica no sirve: se transforma con Laplace, que convierte en .
y .
Sustituyendo y agrupando, todo se cancela menos .
Dividiendo entre queda , que es de variables separadas: y .
Antitransformando, , y la condición da : la solución es , que además cumple .
Resolución completa
Por qué Laplace. Los coeficientes dependen de , así que la ecuación característica no se puede usar. La transformada de Laplace sí sirve, y precisamente por la propiedad que aquí parece un estorbo:
La transformación. Con , e :
Y la ecuación entera, término a término:
Sale todo cancelándose de forma casi sospechosa: los términos independientes se van, los de se reducen a y los de a :
La ecuación en . Dividiendo entre —lícito porque interesa —:
Escrito con el signo cómodo, , y antitransformando:
Las condiciones iniciales. , luego
y de propina se cumple sola, que es la comprobación de que no hay error de signo.
Dos cosas para COMP4. La primera: aquí Laplace no convierte la ecuación en algebraica, la convierte en otra ecuación diferencial —de primer orden y separable— porque los coeficientes llevan . La segunda: es un punto singular, porque ahí se anula el coeficiente de ; eso explica que las dos condiciones iniciales no sean independientes —de hecho la ecuación evaluada en obliga a — y merece una línea en la respuesta.
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.
Una ampliación impar, y la serie de Leibniz que sale de ella
- COMP 27 puntos por calcular
- COMP 43 puntos por justificar
1.er intento a pelo · al 2.º aparece la pista, al 3.º el desarrollo — la solución nunca se da al fallar: se te dice en qué te has ido y por qué.
Enunciado
Sea la función , .
a) Obtener una ampliación impar y periódica, , de la función .
b) Dibujar la función y la función ampliada obtenida en el apartado anterior.
c) Calcular la serie de Fourier, , de .
d) Calcular, justificando la respuesta, los valores de y en los puntos y .
e) Calcular .
La ampliación, su dibujo, la serie, los dos valores y la suma.
- 01
Reconocer el camino
COMP1¿Qué obliga a hacer «impar y periódica»?
Eso es la ampliación par, con , y daría una serie de cosenos. La impar es .
Con periodo no cabe la parte negativa: la ampliación impar ocupa , así que el periodo es .
Eso es. La imparidad fija la mitad izquierda y el periodo fija todo lo demás. Y una función impar tiene todos los nulos: solo quedan los .
- 02
El primer coeficiente
COMP2¿Cuánto vale ?
un número — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Has integrado solo la parte del integrando: . Falta la parte , que aporta .
Has integrado solo la parte constante: . Falta la parte , que aporta .
Te has dejado el factor o lo has puesto como . Para una función impar de periodo el coeficiente es .
, y conviene partirla en dos.
Desarrollo
En general , que vale para impar y para par.
- 03
La serie en un punto lejano
COMP2¿Cuánto vale ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Has sustituido en la fórmula sin reducir. es periódica de periodo : primero hay que llevar el punto al intervalo básico.
Eso es lo que vale en los puntos de salto, los múltiplos de . Pero reducido módulo cae en , que está en medio del intervalo y donde es continua.
Ese es , el punto reducido, no el valor de la función ahí. .
, y el periodo es .
Desarrollo
y en la función es continua, así que la serie converge al propio valor:
- 04
La suma del apartado e)
COMP2¿Cuánto vale ?
en forma exacta o con cuatro decimales — vale la forma exacta: pi/4, sqrt(3)/2, (e^2-1)/2…Ese es , y todavía hay que dividir entre el que multiplica a la suma.
Ese es . La suma vale : es la mitad.
Ese es el primer término. La serie es alternada y sus sumas parciales oscilan alrededor de , sin llegar nunca a desde el segundo término.
Evalúa la serie de Fourier en : los términos pares desaparecen.
Desarrollo
En , vale cero para par y para . Así que solo sobreviven los términos impares, que llevan :
Y ya sabemos que , luego
- 05
Justificar el argumento
COMP4Ordena la resolución. Una pieza es falsa.
- Ve eligiendo las piezas en orden.
Dos cosas fallan a la vez. La primera: es periódica, así que no se calcula sustituyendo en ; hay que reducir módulo , y cae en . La segunda: ahí hay un salto, y en un salto la serie no converge al valor de la función sino a la media de los límites laterales, que es cero. De hecho ni siquiera está definida en , porque se da en el intervalo abierto.
El razonamiento, en orden
a) La ampliación impar es en y en , repetida con periodo .
c) Al ser impar, todos los son cero y .
Integrando, si es impar y si es par.
d) es congruente con módulo , que es un punto de salto: los límites laterales valen y , así que la serie converge a su media, .
Y es congruente con , donde es continua: ahí .
e) Evaluando la serie en solo sobreviven los términos impares, y sale , de donde la suma vale .
Resolución completa
a) La ampliación impar. Impar significa , así que la mitad izquierda queda determinada por la derecha:
En y en los múltiplos de la función no está definida: se da en el intervalo abierto, y además ahí la imparidad y la periodicidad chocan. Es un detalle que hay que decir, porque el apartado d) va justamente de eso.
b) El dibujo.
Los círculos huecos marcan los puntos donde no está definida: los múltiplos de , que son todos saltos.
c) La serie. Al ser impar, todos los se anulan y quedan solo senos:
Partiendo la integral en dos:
d) Los dos puntos. Lo primero es reducir módulo , siempre.
: es un punto de salto. Los límites laterales son
y el teorema de Dirichlet dice que la serie converge a la media:
mientras que no está definida, porque se dio en el intervalo abierto. (Si se conviene por imparidad, coinciden.)
: ahí es continua, así que
e) La suma. Es el regalo del ejercicio: la serie de Fourier evaluada en un punto concreto es una serie numérica. En los senos pares se anulan y los impares valen alternando:
y como ese valor es ,
que es la serie de Leibniz. Sale gratis del apartado d), y ese es el motivo de que el enunciado pidiera precisamente el punto .
¿Esto está mal? Dilo →La resolución es nuestra y puede tener fallos. El enunciado es el original.