Análisis 2021 Castilla y Leon
Cálculo de un parámetro a partir de la derivada
Dada la función $f(x) = ax - 33 + \frac{5}{x}$, determinar $a$ para que verifique $f'(1) = 2$.
Paso 1
Cálculo de la función derivada
Para resolver el ejercicio, el primer paso es obtener la expresión de la derivada de la función $f(x)$.
La función dada es:
$$f(x) = ax - 33 + \frac{5}{x}$$
Podemos reescribir el término racional como una potencia para que sea más fácil de derivar: $\frac{5}{x} = 5x^{-1}$. Así, la función queda:
$$f(x) = ax - 33 + 5x^{-1}$$
Derivamos término a término aplicando las reglas básicas:
- La derivada de $ax$ es $a$.
- La derivada de la constante $-33$ es $0$.
- La derivada de $5x^{-1}$ es $5 \cdot (-1)x^{-2} = -\frac{5}{x^2}$.
Por lo tanto, la función derivada es:
$$f'(x) = a - \frac{5}{x^2}$$
💡 **Tip:** Recuerda que la derivada de una constante es siempre cero y que para derivar una fracción del tipo $\frac{k}{x}$ puedes usar la regla de la potencia: $(x^n)' = nx^{n-1}$ o directamente recordar que $\left(\frac{1}{x}\right)' = -\frac{1}{x^2}$.
$$\boxed{f'(x) = a - \frac{5}{x^2}}$$
Paso 2
Planteamiento de la condición y cálculo de 'a'
El enunciado nos indica que se debe cumplir la condición $f'(1) = 2$. Esto significa que al evaluar la derivada en $x = 1$, el resultado debe ser igual a $2$.
Sustituimos $x = 1$ en nuestra expresión de $f'(x)$:
$$f'(1) = a - \frac{5}{1^2} = a - 5$$
Ahora, igualamos este resultado al valor indicado en el enunciado:
$$a - 5 = 2$$
Resolvemos la ecuación sencilla despejando $a$:
$$a = 2 + 5$$
$$a = 7$$
💡 **Tip:** El valor $f'(1)$ representa geométricamente la pendiente de la recta tangente a la gráfica de la función en el punto de abscisa $x = 1$. En este caso, buscamos el valor de $a$ para que dicha pendiente sea exactamente $2$.
✅ **Resultado final:**
$$\boxed{a = 7}$$