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martes, 13 de febrero de 2018

Aplicaciones de la derivada. Extremos relativos. Optimización.

ENUNCIADO. El número de individuos ( expresado en millares ) en función del tiempo ( expresado en horas ) de una población bacteriana se describe mediante la siguiente función N(t)=2t\,(t-10)^2+50 Se pide:
a) ¿ Cuántas bacterias hay al iniciar el proceso ?
b) Calcúlese cuánto tiempo ha de pasar, inferior a las cuatro primeras horas, para que la población alcance un máximo local.

SOLUCIÓN.
a) N(0)=2\cdot 0\,((0-10)^2+50=0+50=50 millares

b) Imponiendo la condición necesaria de existencia de extremos relativos, N'(t)=0, y teniendo en cuenta que N'(t)=2\,\left( 1\cdot (t-10)^2+2\,(t-10)\,t\right) obtenemos 2\,(t-10)\,(3t-10)=0 cuyas soluciones son t^{*}_{1}=10\, \text{horas} \succ 4\, \text{horas} ( y por tanto no nos sirve ) y t^{*}_{2}=\dfrac{10}{3}\, \text{horas} \prec 4\, \text{horas}, que es la solución buscada. Procedemos ahora a comprobar que se trata de un máximo local. Por el criterio del signo de la segunda derivada en el punto en cuestión, vemos que N''(t)=2\,(6t-40), luego N''(10/3)=2\,\left(\dfrac{6\cdot 10}{3}-40\right)=-40\prec 0, luego queda comprobado que se trata de un máximo local. \square


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