a) Represente gráficamente la superficie de ampliación del parque de atracciones.Las funciones dadas son f(x)=−x2+6x y g(x)=5x2. Ambas son parábolas. La función f(x) es una parábola que se abre hacia abajo (coeficiente de x2 negativo), y g(x) es una parábola que se abre hacia arriba (coeficiente de x2 positivo).Para determinar la región delimitada, primero encontramos los puntos de intersección igualando ambas funciones:
−x2+6x=5x2 −5x2+30x=x2 6x2−30x=0 6x(x−5)=0 Los puntos de intersección ocurren en x=0 y x=5. Los puntos son (0,0) y (5,5), ya que f(5)=−52+6(5)=−25+30=5 y g(5)=552=525=5.Para determinar qué función está por encima de la otra en el intervalo [0,5], podemos probar un valor intermedio, por ejemplo x=1:
f(1)=−12+6(1)=5 g(1)=512=51=0.2 Dado que f(1)>g(1), la función f(x) se encuentra por encima de g(x) en el intervalo [0,5]. La superficie de ampliación es la región comprendida entre ambas parábolas desde x=0 hasta x=5. Gráficamente, se vería la parábola f(x) abriéndose hacia abajo desde (0,0) pasando por (5,5) y la parábola g(x) abriéndose hacia arriba desde (0,0) pasando por (5,5), delimitando el área entre ellas.
b) Si el coste para acondicionar el nuevo suelo es de 75 €/m2, calcule el área de ampliación del parque y el coste total del acondicionamiento.El área de ampliación se calcula mediante la integral definida de la diferencia de las funciones en el intervalo de intersección, donde la función superior es f(x) y la inferior es g(x):
Aˊrea=∫05(f(x)−g(x))dx Aˊrea=∫05((−x2+6x)−5x2)dx Aˊrea=∫05(−x2−5x2+6x)dx Aˊrea=∫05(−55x2−5x2+6x)dx Aˊrea=∫05(−56x2+6x)dx Ahora, integramos:
Aˊrea=[−563x3+62x2]05 Aˊrea=[−52x3+3x2]05 Evaluamos la integral en los límites:
Aˊrea=(−52(5)3+3(5)2)−(−52(0)3+3(0)2) Aˊrea=(−52(125)+3(25))−(0) Aˊrea=(−2⋅25+75) Aˊrea=−50+75=25 El área de ampliación del parque es de 25 dam2.Para calcular el coste total, primero convertimos el área de decámetros cuadrados (dam2) a metros cuadrados (m2), sabiendo que 1 dam=10 m y, por tanto, 1 dam2=(10 m)2=100 m2:
Aˊrea en m2=25 dam2×100dam2m2=2500 m2 Finalmente, calculamos el coste total multiplicando el área en metros cuadrados por el coste por metro cuadrado:
Coste total=2500 m2×75m2euros Coste total=187500 euros El coste total del acondicionamiento es de 187500 euros.