Análisis 2007 Canarias
Evolución del precio de un artículo
4.- El precio de un artículo, que ha estado los últimos 6 años en el mercado, en función del tiempo $t$ (en años) ha seguido la siguiente función:
$$P(t) = \begin{cases} 3t^2 + 4 & si \ 0 \le t \le 2 \\ -2t + 20 & si \ 2 < t \le 6 \end{cases}$$
a) Representar la función precio en los últimos 6 años.
b) Estudiar cuando ha sido creciente y cuando decreciente el precio del artículo.
c) ¿Cuál fue el precio máximo que alcanzó el artículo? ¿Cuál es el precio actual?
Paso 1
Análisis de las ramas de la función
**a) Representar la función precio en los últimos 6 años.**
Para representar la función $P(t)$, analizamos cada una de sus ramas en sus respectivos dominios:
1. **Primera rama ($0 \le t \le 2$):** $P(t) = 3t^2 + 4$. Es un trozo de parábola convexa (forma de U).
- Si $t = 0$, $P(0) = 3(0)^2 + 4 = 4$. Punto: $(0, 4)$.
- Si $t = 1$, $P(1) = 3(1)^2 + 4 = 7$. Punto: $(1, 7)$.
- Si $t = 2$, $P(2) = 3(2)^2 + 4 = 16$. Punto: $(2, 16)$.
2. **Segunda rama ($2 \lt t \le 6$):** $P(t) = -2t + 20$. Es un trozo de recta con pendiente negativa ($m = -2$).
- Si $t \to 2^+$, $P(2) \to -2(2) + 20 = 16$. Punto: $(2, 16)$.
- Si $t = 6$, $P(6) = -2(6) + 20 = 8$. Punto: $(6, 8)$.
💡 **Tip:** Al ser $P(2) = 16$ en ambas expresiones, la función es continua en el salto entre ramas $t = 2$.
Paso 2
Representación gráfica
Uniendo los puntos calculados y teniendo en cuenta la naturaleza de cada tramo (parábola y recta), obtenemos la representación gráfica de la evolución del precio.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{Gráfica representada en el interactivo inferior}}$$
Paso 3
Estudio de la monotonía
**b) Estudiar cuando ha sido creciente y cuando decreciente el precio del artículo.**
Para estudiar el crecimiento y decrecimiento, calculamos la derivada de la función $P(t)$ en cada tramo:
$$P'(t) = \begin{cases} 6t & si \ 0 \lt t \lt 2 \\ -2 & si \ 2 \lt t \lt 6 \end{cases}$$
Analizamos el signo de $P'(t)$ en cada intervalo:
- En $(0, 2)$: Como $t \gt 0$, entonces $P'(t) = 6t \gt 0$. La función es **creciente**.
- En $(2, 6)$: Como $P'(t) = -2 \lt 0$. La función es **decreciente**.
**Tabla de monotonía:**
$$\begin{array}{c|ccc}
t & (0,2) & 2 & (2,6) \\ \hline
P'(t) & + & \nexists & - \\ \hline
P(t) & \nearrow & \text{Máximo} & \searrow
\end{array}$$
💡 **Tip:** Una función es creciente donde su derivada es positiva y decreciente donde su derivada es negativa.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{Creciente en } (0, 2) \text{ y decreciente en } (2, 6)}$$
Paso 4
Cálculo del precio máximo y precio actual
**c) ¿Cuál fue el precio máximo que alcanzó el artículo? ¿Cuál es el precio actual?**
1. **Precio máximo:**
Observando el estudio de la monotonía, el precio crece hasta $t = 2$ y luego decrece. Por tanto, el máximo se alcanza a los 2 años ($t = 2$).
$$P(2) = 3(2)^2 + 4 = 12 + 4 = 16.$$
2. **Precio actual:**
Considerando que el estudio abarca 6 años, el precio actual corresponde al valor de la función al final del periodo, es decir, en $t = 6$.
$$P(6) = -2(6) + 20 = -12 + 20 = 8.$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{Precio máximo: } 16 \text{ unidades. Precio actual: } 8 \text{ unidades.}}$$