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Ejemplo 3

Considere las funciones:

f(x)=x a la 2

g(x)=x a la 2 + 6x-5

Solución

Veamos la situación gráficamente:

Ejemplo gráfico de aplicación de la derivada

Fig 2. Gráfico de las ecuaciones de las dos rectas que simultáneamente son tangentes a las gráficas de ambas curvas.

Las parábolas no se intersecan, y de acuerdo a su posición si es posible hallar un par de rectas que simultáneamente sean tangentes a ambas curvas. Necesitamos encontrar primero los puntos de tangencia.

Definamos como (w,f(w)) a uno de los puntos de tangencia en la curva de f y como (z,g(z)) a uno de los puntos de tangencia en la curva de g.

Vamos a encontrar la pendiente de la recta tangente en cada punto

Para (w,f(w)):f apóstrofe (x)=2x flecha f apóstrofe (w)=2w=m

Para (z,g(z)): g apóstrofe (x)=-2x+6 flecha g apóstrofe (x)=-2z+6=m

Por otro lado la pendiente de la recta que pasa por los puntos (w,f(w)) y (z,g(z)) está dada por:

m=g(z)-f(w)/z-w=-z a la 2 + 6z-5-w a la 2/ z-w

Igual que antes la pendiente m es la misma en cada ecuación, por lo cual podemos establecer el siguiente sistema

llave  arriba: 2w=-2z+6 abajo: 2w=-z a la 2 +6z-5-w a la 2 / z-w

Que al resolver para z nos brinda como soluciones z=1 y z=2

  • Con z=1 se tiene w=2, y con ellos los puntos de tangencia son:

(w,f(w))=(2,f(2))=(2,4)

(z,g(z))=(1,g(1))=(1,0)

En este caso la pendiente de la recta es m=2w=4; mientras que b=0-4*1=-4.

  • Con z=2 se tiene w=1, y con ellos los puntos de tangencia son:

(w,f(w))=(1,f(1))=(1,1)

(z,g(z))=(2,g(2))=(2,3)

En este caso la pendiente de la recta es m=2w=2; mientras que b=3-2*2=-1.

Así que las ecuaciones de las dos rectas pedidas son y=4x-4 y y=2x-1.