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Matemáticas AE NS

Prueba 2 Mayo 2025 TZ3

Práctica de Prueba 2 con calculadora, con preguntas de examen y soluciones desarrolladas.

Prueba 22 horas
12preguntas

Estudio de caso

Matemáticas: Análisis y Enfoques — Nivel Superior — Prueba 2

  • Duración: 2 horas
  • Se permite calculadora
  • Sección A y Sección B
  • Salvo indicación contraria, da respuestas exactas o correctas a tres cifras significativas

Preguntas y soluciones

Pregunta 1Sección A
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En el triángulo ABC se tiene AB = 7, AC = 12 y ∠BÂC = 116°.

(a) Halla BC.

(b) Halla ∠AĈB.

Triángulo ABC con AB=7, AC=12 y ángulo BAC=116 grados.

Enunciado trabajado.

En el triángulo ABC se tiene AB = 7, AC = 12 y ∠BÂC = 116°.

(a) Halla BC.

(b) Halla ∠AĈB.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

(a) Regla del coseno en el ángulo A:

\[BC^2 = 7^2 + 12^2 – 2(7)(12)\cos(116^\circ).\]

Como \(\cos 116^\circ \mathrel{\unicode{x003C}} 0\),

\[BC^2 = 193 – 168\cos(116^\circ) \approx 193 + 73.648 = 266.648.\]

\[BC \approx 16.329 \Rightarrow \; 16.3 (u.).\]\(16.3\)

(b) Regla del seno para el ángulo en C:

\[\frac{\sin \angle ACB}{AB} = \frac{\sin \angle A}{BC} = \frac{\sin 116^\circ}{16.329}.\]

Entonces \(\sin \angle ACB = 7\cdot \frac{\sin 116^\circ}{16.329} \approx 0.385\),

\[\angle ACB \approx \arcsin(0.385) \approx 22.7^\circ.\]\(22.7^\circ\)

Pregunta 2Sección A
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Sea \(f(x)=2x^4-6x^3+px^2+qx-2\), con \(p,q\in\mathbb{R}\). Se sabe que \((x-1)\) es un factor de \(f\) y que el resto al dividir \(f(x)\) por \((x-3)\) es \(-2\). Halla \(p\) y \(q\).

Enunciado trabajado.

Sea \(f(x)=2x^4-6x^3+px^2+qx-2\), con \(p,q\in\mathbb{R}\). Se sabe que \((x-1)\) es un factor de \(f\) y que el resto al dividir \(f(x)\) por \((x-3)\) es \(-2\). Halla \(p\) y \(q\).

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

Por el teorema del factor y del resto:

\[f(1)=0 \Rightarrow 2-6+p+q-2=0 \Rightarrow p+q=6.\]

\[f(3)=-2 \Rightarrow 2\cdot 81-6\cdot 27+9p+3q-2=-2 \Rightarrow 9p+3q=0.\]

Del sistema \(p+q=6\) y \(3p+q=0\): restando, \(2p=-6\Rightarrow p=-3\), y entonces \(q=9\).

Respuesta: \(p=-3,\; q=9\).

Pregunta 3Sección A
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Un supermercado analiza las visitas semanales X de sus clientes. La distribución es:

x12345≥ 6
P(X=x)1.5a2a0.281a0.0260
a)
  1. Halla a.
  2. Escribe la moda de X.

(b) Halla la media de X.

(c) El gerente encuesta a los primeros 50 clientes que llegan en un día. Identifica el método de muestreo (elige uno): Aleatorio simple / Sistemático / Conveniencia / Cuotas / Estratificado.

Enunciado trabajado.

Un supermercado analiza las visitas semanales X de sus clientes. La distribución es:

x12345≥ 6
P(X=x)1.5a2a0.281a0.0260
a)
  1. Halla a.
  2. Escribe la moda de X.

(b) Halla la media de X.

(c) El gerente encuesta a los primeros 50 clientes que llegan en un día. Identifica el método de muestreo (elige uno): Aleatorio simple / Sistemático / Conveniencia / Cuotas / Estratificado.

Aplicamos el método correspondiente del enunciado y calculamos cada cantidad antes de encuadrar la respuesta.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

(a)(i) Suma de probabilidades = 1:

\[1.5a+2a+0.281+a+0.026=1 \Rightarrow 4.5a=0.693 \Rightarrow a= 0.154.\]\(0.154\)

(a)(ii) La moda es el x con mayor probabilidad: \(2a=0.308\) es la mayor. \(2\).

(b) Media \(\mathbb{E}[X]=\sum x\,P(X=x)\):

\[1(1.5a)+2(2a)+3(0.281)+4(a)+5(0.026)\big|_{a=0.154}\]

\[=0.231+0.616+0.843+0.616+0.130= 2.44.\]\(2.44\)

(c) Se encuestan los primeros 50 en llegar: muestreo por \(conveniencia\).

Pregunta 4Sección A
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En la circunferencia de centro O, los puntos A, B y C están sobre la circunferencia. El área del triángulo AOB es 26 cm2 y ∠AÔB = 2.51 rad. Halla la longitud del arco ACB (arco mayor).

Circunferencia con centro O y puntos A, B y C.

Enunciado trabajado.

En la circunferencia de centro O, los puntos A, B y C están sobre la circunferencia. El área del triángulo AOB es 26 cm2 y ∠AÔB = 2.51 rad. Halla la longitud del arco ACB (arco mayor).

Aplicamos el método correspondiente del enunciado y calculamos cada cantidad antes de encuadrar la respuesta.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

Área de un triángulo con lados radio: \(\dfrac12 r^2\sin\theta=26\) con \(\theta=2.51\).

\[\tfrac12 r^2\sin(2.51)=26 \Rightarrow r^2=\frac{52}{\sin(2.51)}.\]

\[r\approx 9.3846\,\text{cm}.\]

Arco mayor: \(s=r(2\pi-\theta)=r(2\pi-2.51)\).

\[s\approx 9.3846\times 3.77319= 35.4\ \text{cm}.\]\(35.4\ \text{cm}\)

Pregunta 5Sección A
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Sea \(f(x)=\dfrac{(2x+a)^3}{(x+5)^2}\), con \(x\neq -5\) y \(a\in\mathbb{R}^+\).

(a) Halla una expresión para \(f'(x)\) en términos de \(a\).

(b) Cuando \(x=1\), la tangente forma un ángulo de 70° con la horizontal. Halla los dos posibles valores de \(a\).

Enunciado trabajado.

Sea \(f(x)=\dfrac{(2x+a)^3}{(x+5)^2}\), con \(x\neq -5\) y \(a\in\mathbb{R}^+\).

(a) Halla una expresión para \(f'(x)\) en términos de \(a\).

(b) Cuando \(x=1\), la tangente forma un ángulo de 70° con la horizontal. Halla los dos posibles valores de \(a\).

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

(a) Escribimos \(f(x)=(2x+a)^3(x+5)^{-2}\) y derivamos (regla del producto):

\[f'(x)=6(2x+a)^2(x+5)^{-2}-2(2x+a)^3(x+5)^{-3}.\]

Factorizando,

\[f'(x)=2(2x+a)^2(x+5)^{-3}\,\big(3(x+5)-(2x+a)\big)=\frac{2(2x+a)^2\,(x-a+15)}{(x+5)^3}.\]

(b) Pendiente de la tangente en \(x=1\): \(f'(1)=\tan 70^\circ\).

\[\frac{2(2+a)^2\,(16-a)}{6^3}=\tan 70^\circ.\]

Resolvemos la cúbica numéricamente (GDC):

\[a\approx 2.73 \quad \text{o} \quad a\approx 15.0.\]\(2.73\)\(15.0\)

Pregunta 6Sección A
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Sean los vectores \(\mathbf{a}=(-5,\,7)\), \(\mathbf{b}=(-8,\,9)\) y \(\mathbf{c}=(p,\,-6)\), con \(p\in\mathbb{R}\).

a) Halla, en términos de \(p\):
  1. \(\mathbf{a}\cdot\mathbf{c}\)
  2. \(\mathbf{b}\cdot\mathbf{c}\).

(b) El ángulo entre \(\mathbf{a}\) y \(\mathbf{c}\) es igual al ángulo entre \(\mathbf{b}\) y \(\mathbf{c}\). Halla \(p\).

Enunciado trabajado.

Sean los vectores \(\mathbf{a}=(-5,\,7)\), \(\mathbf{b}=(-8,\,9)\) y \(\mathbf{c}=(p,\,-6)\), con \(p\in\mathbb{R}\).

a) Halla, en términos de \(p\):
  1. \(\mathbf{a}\cdot\mathbf{c}\)
  2. \(\mathbf{b}\cdot\mathbf{c}\).

(b) El ángulo entre \(\mathbf{a}\) y \(\mathbf{c}\) es igual al ángulo entre \(\mathbf{b}\) y \(\mathbf{c}\). Halla \(p\).

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

a) Productos escalares:
  1. \(\mathbf{a}\cdot\mathbf{c}=(-5)p+7(-6)= -5p-42\).
  2. \(\mathbf{b}\cdot\mathbf{c}=(-8)p+9(-6)= -8p-54\).

(b) Igualamos cosenos de los ángulos:

\[\frac{-5p-42}{\lVert\mathbf{a}\rVert\,\lVert\mathbf{c}\rVert}=\frac{-8p-54}{\lVert\mathbf{b}\rVert\,\lVert\mathbf{c}\rVert}.\]

Como \(\lVert\mathbf{c}\rVert\neq 0\), se cancela:

\[\frac{-5p-42}{\sqrt{74}}=\frac{-8p-54}{\sqrt{145}}.\]

Resolviendo, \(p\approx 4.787\Rightarrow p=4.79 (3 c.s.).\)\(p=4.79\)

Pregunta 7Sección A
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En el desarrollo de \((q – x^2)^{-\tfrac{1}{2}}\), donde \(q\in\mathbb{Q}^+\), el coeficiente de \(x^6\) es 5120. Halla \(q\).

Enunciado trabajado.

En el desarrollo de \((q – x^2)^{-\tfrac{1}{2}}\), donde \(q\in\mathbb{Q}^+\), el coeficiente de \(x^6\) es 5120. Halla \(q\).

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

Reescribimos usando binomial general:

\[(q-x^2)^{-1/2}=q^{-1/2}\big(1-\tfrac{x^2}{q}\big)^{-1/2}.\]

Sabemos que \((1-u)^{-1/2}=1+\tfrac12 u+\tfrac{3}{8}u^2+\tfrac{5}{16}u^3+\cdots\).

El término en \(x^6\) proviene de \(u^3\) con \(u=\tfrac{x^2}{q}\):

Coef. de \(x^6\): \[q^{-1/2}\cdot \frac{5}{16}\cdot q^{-3}=\frac{5}{16}\,q^{-7/2}.\]

Igualamos a 5120:

\[\frac{5}{16}\,q^{-7/2}=5120 \;\Rightarrow\; q^{7/2}=\frac{5}{16\cdot 5120}=\frac{1}{16384}=2^{-14}.\]

Entonces \(q=2^{-4}= \tfrac{1}{16} = 0.0625.\)\(\tfrac{1}{16}\)

Pregunta 8Sección A
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En una clase, cada estudiante debe jugar dos veces contra cada otro estudiante (partidas individuales de tres en raya). Stephen abandonó tras solo 7 partidas; todas las demás partidas (sin Stephen) se jugaron. En total se jugaron 513 partidas. Determina cuántos estudiantes había originalmente en la clase.

Enunciado trabajado.

En una clase, cada estudiante debe jugar dos veces contra cada otro estudiante (partidas individuales de tres en raya). Stephen abandonó tras solo 7 partidas; todas las demás partidas (sin Stephen) se jugaron. En total se jugaron 513 partidas. Determina cuántos estudiantes había originalmente en la clase.

Aplicamos el método correspondiente del enunciado y calculamos cada cantidad antes de encuadrar la respuesta.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

Sin bajas, el total sería \(2\binom{n}{2}=n(n-1)\).

Stephen debía jugar \(2(n-1)\) partidas; jugó 7, así que faltaron \(2(n-1)-7\).

Jugadas realmente: \[n(n-1)-\big(2(n-1)-7\big)=513.\]

\[n^2-3n+9=513 \Rightarrow n^2-3n-504=0.\]

\[n=\frac{3+\sqrt{2025}}{2}=\frac{3+45}{2}= 24.\]\(24\)

Pregunta 9Sección A
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Un avión P vuela a 6 km de altura sobre terreno horizontal y se aproxima a la pista [AB] de longitud 2 km. Sea G el punto del suelo bajo el avión. Cuando GA = x km, el ángulo de visión de la pista es \(\theta=\angle AP\hat{\ }B\).

(a) Demuestra que \(\displaystyle \theta=\arctan\!\big(\tfrac{x+2}{6}\big)-\arctan\!\big(\tfrac{x}{6}\big)\).

(b) Cuando \(\theta=0.178\) rad, el ángulo crece a razón de 12.5 rad/h. Halla la velocidad del avión.

Diagrama del avión P, el punto G y la pista AB.

Enunciado trabajado.

Un avión P vuela a 6 km de altura sobre terreno horizontal y se aproxima a la pista [AB] de longitud 2 km. Sea G el punto del suelo bajo el avión. Cuando GA = x km, el ángulo de visión de la pista es \(\theta=\angle AP\hat{\ }B\).

(a) Demuestra que \(\displaystyle \theta=\arctan\!\big(\tfrac{x+2}{6}\big)-\arctan\!\big(\tfrac{x}{6}\big)\).

(b) Cuando \(\theta=0.178\) rad, el ángulo crece a razón de 12.5 rad/h. Halla la velocidad del avión.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

(a) En los triángulos rectángulos: \(\tan\angle BPG=\tfrac{x+2}{6}\) y \(\tan\angle APG=\tfrac{x}{6}\). Como \(\theta=\angle BPG-\angle APG\),

\[\theta=\arctan\!\Big(\frac{x+2}{6}\Big)-\arctan\!\Big(\frac{x}{6}\Big).\]

(b) Sea \(\theta(x)=\arctan\big(\tfrac{x+2}{6}\big)-\arctan\big(\tfrac{x}{6}\big)\). Entonces

\[\frac{d\theta}{dx}=\frac{6}{(x+2)^2+36}-\frac{6}{x^2+36}.\]

Primero hallamos \(x\) cuando \(\theta=0.178\) (GDC): \(x\approx 4.6305\).

Evaluando, \(\tfrac{d\theta}{dx}\big|_{x}\approx -0.029420\;\text{rad/km}.\)

Por regla de la cadena, \(\dfrac{d\theta}{dt}=\dfrac{d\theta}{dx}\dfrac{dx}{dt}\). Luego

\[12.5=\big(-0.029420\big)\,\frac{dx}{dt} \Rightarrow \frac{dx}{dt}\approx -424.88.\]

La rapidez es \(|dx/dt|\approx 425\ \text{km/h}.\)\(425\ \text{km/h}\)

Pregunta 10Sección B
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Dos atletas, Fiona y Lucy, compiten en 200 m rectos. Las velocidades (m/s) se modelan por:

\(v(t)=\dfrac{8.14\,t}{\sqrt{t^2+0.2}}\) y \(w(t)=\dfrac{8\,t}{\sqrt{t^2+0.3}}\), con \(t\ge 0\) (segundos).

a)
  1. Halla \(v(1)\).
  2. Halla el instante cuando \(v=5\).

(b) Halla el instante cuando la aceleración de Fiona es 4 m/s2.

c)
  1. Escribe \(\lim\limits_{t\to\infty} v(t)\).
  2. Explica por qué ese valor no es válido en el contexto.

(d) Fiona termina la carrera antes que Lucy. Halla a cuánta distancia de la meta está Lucy cuando Fiona completa los 200 m.

Enunciado trabajado.

Dos atletas, Fiona y Lucy, compiten en 200 m rectos. Las velocidades (m/s) se modelan por:

\(v(t)=\dfrac{8.14\,t}{\sqrt{t^2+0.2}}\) y \(w(t)=\dfrac{8\,t}{\sqrt{t^2+0.3}}\), con \(t\ge 0\) (segundos).

a)
  1. Halla \(v(1)\).
  2. Halla el instante cuando \(v=5\).

(b) Halla el instante cuando la aceleración de Fiona es 4 m/s2.

c)
  1. Escribe \(\lim\limits_{t\to\infty} v(t)\).
  2. Explica por qué ese valor no es válido en el contexto.

(d) Fiona termina la carrera antes que Lucy. Halla a cuánta distancia de la meta está Lucy cuando Fiona completa los 200 m.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

(a)(i) \(v(1)=\dfrac{8.14}{\sqrt{1.2}}\approx 7.43\ \text{m/s}.\)\(7.43\ \text{m/s}\)

(ii) \(\dfrac{8.14\,t}{\sqrt{t^2+0.2}}=5\Rightarrow \sqrt{t^2+0.2}=\dfrac{8.14}{5}t\).

Al cuadrar: \(t^2+0.2=\big(\tfrac{8.14}{5}\big)^2 t^2\Rightarrow t^2=\dfrac{0.2}{(8.14/5)^2-1}\approx 0.1212\),

\(t\approx 0.348\ \text{s}.\)\(0.348\ \text{s}\)

(b) \(a(t)=v'(t)=8.14\Big[(t^2+0.2)^{-1/2}-t^2(t^2+0.2)^{-3/2}\Big]=\dfrac{1.628}{(t^2+0.2)^{3/2}}\).

Igualando a 4: \((t^2+0.2)^{3/2}=0.407\Rightarrow t^2+0.2=0.407^{2/3}\Rightarrow t\approx 0.591\ \text{s}.\)\(0.591\ \text{s}\)

(c)(i) \(\displaystyle \lim_{t\to\infty} v(t)= 8.14\ \text{m/s}.\)\(8.14\ \text{m/s}\)

(ii) La carrera dura un tiempo finito; el límite es asintótico y no describe una velocidad alcanzable dentro de la prueba.

(d) Distancia de Fiona hasta el tiempo \(t\):

\[s_F(t)=\int_0^t \frac{8.14\,u}{\sqrt{u^2+0.2}}\,du=8.14\sqrt{t^2+0.2}-8.14\sqrt{0.2}.\]

Imponiendo \(s_F(t_F)=200\): \(\sqrt{t_F^2+0.2}=\frac{200+8.14\sqrt{0.2}}{8.14}\Rightarrow t_F\approx 25.013\,\text{s}.\)

Distancia de Lucy en ese instante:

\[s_L(t_F)=\int_0^{t_F}\frac{8\,u}{\sqrt{u^2+0.3}}\,du=8\sqrt{t_F^2+0.3}-8\sqrt{0.3}\approx 195.772\,\text{m}.\]

Por tanto, distancia a meta de Lucy: \(200-195.772= 4.23\ \text{m}.\)\(4.23\ \text{m}\)

Pregunta 11Sección B
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Amanda introduce datos de encuestas. La probabilidad de error en una encuesta es 8% y los errores son independientes.

a) En un día introduce 50 encuestas.
  1. Halla \(P(\text{a lo sumo 6 errores})\).
  2. Dado que hubo a lo sumo 6 errores, halla \(P(\text{exactamente 4 errores} \mid \text{a lo sumo 6})\).

(b) En otro día introduce \(n\) encuestas. Se sabe que \(P(\text{a lo sumo 6 errores})\approx 0.367\). Halla \(n\).

Además, Bryce y Carmen también introducen encuestas con errores 6% y 11% respectivamente. De todas las encuestas, Amanda introduce 55%, Bryce 25% y Carmen 20%.

c) Halla
  1. la probabilidad de que una encuesta tenga error
  2. la probabilidad de que Amanda la haya introducido dado que tiene error.

Al año siguiente, las tasas de Amanda y Bryce no cambian, ni los porcentajes de reparto. La probabilidad de error de Carmen pasa a ser \(x\%\). La probabilidad de que una encuesta tenga error es ahora igual a la probabilidad de que Carmen se equivoque. (d) Halla \(x\).

Enunciado trabajado.

Amanda introduce datos de encuestas. La probabilidad de error en una encuesta es 8% y los errores son independientes.

a) En un día introduce 50 encuestas.
  1. Halla \(P(\text{a lo sumo 6 errores})\).
  2. Dado que hubo a lo sumo 6 errores, halla \(P(\text{exactamente 4 errores} \mid \text{a lo sumo 6})\).

(b) En otro día introduce \(n\) encuestas. Se sabe que \(P(\text{a lo sumo 6 errores})\approx 0.367\). Halla \(n\).

Además, Bryce y Carmen también introducen encuestas con errores 6% y 11% respectivamente. De todas las encuestas, Amanda introduce 55%, Bryce 25% y Carmen 20%.

c) Halla
  1. la probabilidad de que una encuesta tenga error
  2. la probabilidad de que Amanda la haya introducido dado que tiene error.

Al año siguiente, las tasas de Amanda y Bryce no cambian, ni los porcentajes de reparto. La probabilidad de error de Carmen pasa a ser \(x\%\). La probabilidad de que una encuesta tenga error es ahora igual a la probabilidad de que Carmen se equivoque. (d) Halla \(x\).

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

a) Sea \(E\sim\mathrm{Bin}(50,0.08)\).
  1. \(P(E\le 6)=\text{binomcdf}(50,0.08,6)\approx 0.898.\)\(0.898\)
  2. \(P(E=4\mid E\le 6)=\dfrac{P(E=4)}{P(E\le 6)}\approx \dfrac{0.203654}{0.898128}= 0.227.\)\(0.227\)

(b) Hallar \(n\) tal que \(\text{binomcdf}(n,0.08,6)\approx 0.367\). Con GDC: \( n=94.\)\(n=94\)

(c)(i) Por ley de la probabilidad total:

\[P(I)=0.55\cdot 0.08+0.25\cdot 0.06+0.20\cdot 0.11= 0.081.\]\(0.081\)

(ii) \(P(A\mid I)=\dfrac{P(A\cap I)}{P(I)}=\dfrac{0.55\cdot 0.08}{0.081}= 0.543.\)\(0.543\)

(d) Ahora \(P(I)=0.55\cdot 0.08+0.25\cdot 0.06+0.20\cdot \tfrac{x}{100}\) y se iguala a \(\tfrac{x}{100}\):

\[\tfrac{x}{100}=0.059+0.2\tfrac{x}{100}\Rightarrow 0.8\tfrac{x}{100}=0.059\Rightarrow x= 7.38\%.\]\(7.38\%\)

Pregunta 12Sección B
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(a) Calcula \(\displaystyle \int (x^2-5)\,e^x\,dx\).

Considera la ecuación diferencial \(\dfrac{dy}{dx}+y=x^2-5\).

(b) Resolviendo la ecuación, muestra que su solución puede escribirse como \(y=x^2-2x-3+Ce^{-x}\).

(c) Dibuja la curva de la solución particular que pasa por \((-3,\,2)\) para \(-4\le x\le 4\), indicando las coordenadas de los máximos y mínimos locales.

(d) Considera la familia de soluciones. Para cada una se traza la tangente en \(x=-3\). Demuestra que todas esas tangentes se cortan en un punto común y da sus coordenadas.

Enunciado trabajado.

(a) Calcula \(\displaystyle \int (x^2-5)\,e^x\,dx\).

Considera la ecuación diferencial \(\dfrac{dy}{dx}+y=x^2-5\).

(b) Resolviendo la ecuación, muestra que su solución puede escribirse como \(y=x^2-2x-3+Ce^{-x}\).

(c) Dibuja la curva de la solución particular que pasa por \((-3,\,2)\) para \(-4\le x\le 4\), indicando las coordenadas de los máximos y mínimos locales.

(d) Considera la familia de soluciones. Para cada una se traza la tangente en \(x=-3\). Demuestra que todas esas tangentes se cortan en un punto común y da sus coordenadas.

Se resuelve por apartados, aplicando las fórmulas necesarias y justificando cada cálculo antes de dar la respuesta final.

(a) Por partes dos veces. Sea \(I=\int (x^2-5)e^x dx\). Toma \(u=x^2-5\), \(dv=e^x dx\):

\[I=(x^2-5)e^x-\int 2x\,e^x dx=(x^2-5)e^x-2\int x e^x dx.\]

De nuevo por partes en \(\int x e^x dx\): \(=xe^x-\int e^x dx=xe^x-e^x\).

Entonces

\[I=(x^2-5)e^x-2(xe^x-e^x)=(x^2-2x-3)e^x+C.\]

(b) Ecuación lineal: \(y’+y=x^2-5\). Factor integrante \(\mu(x)=e^{\int 1 dx}=e^x\).

\[\frac{d}{dx}(e^x y)=(x^2-5)e^x \Rightarrow e^x y=\int (x^2-5)e^x dx=(x^2-2x-3)e^x+C.\]

\[\Rightarrow y=x^2-2x-3+Ce^{-x}.\]

(c) Condición \(y(-3)=2\):

\[2=9+6-3+Ce^{3}\Rightarrow C=-10e^{-3}\approx -0.498.\]

Así, \(y=x^2-2x-3-0.498e^{-x}\). Con GDC:

  • Máximo local en \((-2.70,\,2.28)\).
  • Mínimo local en \((0.899,\,-4.19)\).

(d) Para la familia \(y=x^2-2x-3+Ce^{-x}\), usando la E.D. \(y’=x^2-5-y\). En \(x=-3\) y \(y=p\): pendiente \(m_p=4-p\). Ecuación de la tangente: \(y-p=(4-p)(x+3)\). Para \(y=q\), \(y-q=(4-q)(x+3)\). Al resolver ambas,

\[x=-2,\quad y=4.\]

Luego todas las tangentes pasan por \((−2,\,4)\).