Saltar al contenido
El bit perdido
Newsletter

Examen PAU Matemáticas II Comunitat Valenciana 2025 junio resuelto

Fuente: Prueba de Acceso a la Universidad. Exámenes y criterios de corrección de cursos anteriores. Generalitat Valenciana, Conselleria de Educación / Universitats (Comissió Gestora de les Proves d'Accés a la Universitat).Página de la fuente.

Enlace al PDF oficial del examenCriterios de corrección oficiales (PDF)

Los PDF no están alojados en esta web: se enlazan desde su fuente oficial.

Instrucciones del examen

Cada pregunta se puntuará hasta 2,5 puntos. La calificación del examen será la suma de las calificaciones de cada pregunta. La pregunta 1 es obligatoria; en las preguntas 2, 3 y 4: «Responda al apartado X.1 o al apartado X.2». Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables, y que no puedan realizar cálculos simbólicos ni almacenar texto o fórmulas en memoria. Se utilice o no la calculadora, los resultados analíticos, numéricos y gráficos deberán estar siempre debidamente justificados. Por cada falta de ortografía a partir de la tercera se deducirán 0,10 puntos, hasta un máximo de un punto; por errores de redacción y presentación, hasta medio punto (deducción máxima total: un punto). En las respuestas se deben escribir todos los pasos del razonamiento utilizado.

Duración: 90 minutos.

Examen de Matemáticas II de la convocatoria ordinaria (junio) de 2025 en la Comunitat Valenciana, el primero con el nuevo modelo de PAU. Tiene cuatro preguntas de 2,5 puntos: la 1, obligatoria, de probabilidad (distribución binomial); la 2, de álgebra (matriz con parámetro o sistema con parámetro); la 3, de geometría en el espacio (rectas y planos), y la 4, de análisis (un problema de optimización o el área de un recinto con f(x)=x ∣x−2∣f(x)=x\,|x-2|). En las tres últimas se elige uno de los dos apartados. El examen incluye una tabla de la distribución binomial.

Ejercicios resueltos

Todos los ejercicios encajan con el modelo de examen de 2026.

Pregunta 1

Probabilidad2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Examen de 2025: es la pregunta de probabilidad (contexto real y binomial).

Enunciado

PREGUNTA 1: PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA (2,5 puntos)

Una pizzería ofrece tres tipos de pizza: margarita, vegetariana y pepperoni. A lo largo de los años, utilizando su aplicación para teléfonos inteligentes, el restaurante ha recopilado datos sobre las preferencias de los clientes, calculando que el 40% de sus clientes piden pizza margarita, el 25% elige la pizza vegetariana y el resto prefiere la pizza pepperoni.

1.1 (0,25 puntos) Si se elige un cliente al azar, ¿cuál es la probabilidad de que haya pedido una pizza pepperoni?

1.2 (0,75 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que dos clientes elegidos al azar hayan pedido distintos tipos de pizza?

Para mejorar su servicio y agilizar los tiempos de preparación, la pizzería decide considerar un grupo típico de 10 clientes con el objetivo de decidir cuántas pizzas margarita preparar con antelación y evitar retrasos durante las horas con más demanda, minimizando el desperdicio.

1.3 (0,75 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que exactamente 4 de los 10 clientes pidan pizzas margarita?

1.4 (0,75 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que al menos uno de los 10 clientes del grupo pida una pizza margarita?

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

Llamamos MM, VV y EE a los sucesos «el cliente pide pizza margarita», «pide pizza vegetariana» y «pide pizza pepperoni». Cada cliente pide un solo tipo de pizza, así que MM, VV y EE son incompatibles dos a dos y su unión es el espacio muestral (forman un sistema completo de sucesos). Los datos son

P(M)=0,40,P(V)=0,25.P(M) = 0{,}40, \qquad P(V) = 0{,}25.

1.1 Probabilidad de que un cliente pida pepperoni

Como MM, VV y EE forman un sistema completo de sucesos, sus probabilidades suman 1:

P(E)=1−P(M)−P(V)=1−0,40−0,25=0,35.P(E) = 1 - P(M) - P(V) = 1 - 0{,}40 - 0{,}25 = 0{,}35.
Respuesta
La probabilidad de que un cliente elegido al azar haya pedido pizza pepperoni es P(E)=0,35P(E) = 0{,}35.

1.2 Probabilidad de que dos clientes pidan tipos distintos

Elegimos dos clientes al azar y suponemos, como es habitual, que sus elecciones son independientes y que cada uno sigue las probabilidades anteriores (la clientela es muy numerosa y solo conocemos porcentajes, así que elegir un cliente no cambia apreciablemente las proporciones para el segundo). Sea DD el suceso «los dos clientes han pedido tipos de pizza distintos». Su contrario es D‾\overline{D} = «los dos han pedido el mismo tipo», que es la unión de tres sucesos incompatibles: los dos piden margarita, los dos vegetariana o los dos pepperoni. Por la independencia,

P(D‾)=P(M)2+P(V)2+P(E)2=0,402+0,252+0,352=0,16+0,0625+0,1225=0,345.P(\overline{D}) = P(M)^2 + P(V)^2 + P(E)^2 = 0{,}40^2 + 0{,}25^2 + 0{,}35^2 = 0{,}16 + 0{,}0625 + 0{,}1225 = 0{,}345.

Por tanto,

P(D)=1−P(D‾)=1−0,345=0,655.P(D) = 1 - P(\overline{D}) = 1 - 0{,}345 = 0{,}655.
Respuesta
La probabilidad de que dos clientes elegidos al azar hayan pedido tipos de pizza distintos es P(D)=0,655P(D) = 0{,}655.

1.3 Probabilidad de que exactamente 4 de los 10 pidan margarita

Sea XX = «número de clientes, de los 10 del grupo, que piden pizza margarita». Cada cliente es una prueba con dos resultados posibles (pide margarita, con probabilidad p=0,4p = 0{,}4, o no la pide, con probabilidad q=1−p=0,6q = 1 - p = 0{,}6). Suponiendo, como en 1.2, que los clientes eligen de forma independiente y que cada uno pide margarita con la misma probabilidad p=0,4p = 0{,}4, las 10 pruebas son independientes y XX sigue una distribución binomial (reconocer n=10n = 10 y p=0,4p = 0{,}4 es la clave del apartado):

X∼B(10; 0,4),P(X=k)=(10k) 0,4k 0,610−k,k=0,1,…,10.X \sim B(10;\ 0{,}4), \qquad P(X = k) = \binom{10}{k}\, 0{,}4^{k}\, 0{,}6^{10-k}, \quad k = 0, 1, \dots, 10.

Para k=4k = 4:

P(X=4)=(104) 0,44 0,66=210⋅0,0256⋅0,046656=0,250822656≈0,2508,P(X = 4) = \binom{10}{4}\, 0{,}4^{4}\, 0{,}6^{6} = 210 \cdot 0{,}0256 \cdot 0{,}046656 = 0{,}250822656 \approx 0{,}2508,

redondeado a cuatro decimales. Aquí (104)=10⋅9⋅8⋅74⋅3⋅2⋅1=210\binom{10}{4} = \dfrac{10\cdot 9\cdot 8\cdot 7}{4\cdot 3\cdot 2\cdot 1} = 210, 0,44=0,02560{,}4^4 = 0{,}0256 y 0,66=0,0466560{,}6^6 = 0{,}046656; con la calculadora, la tecla nCr da el número combinatorio.

Respuesta
X∼B(10; 0,4)X \sim B(10;\ 0{,}4) y la probabilidad de que exactamente 4 de los 10 clientes pidan pizza margarita es P(X=4)≈0,2508P(X=4) \approx 0{,}2508.

1.4 Probabilidad de que al menos uno pida margarita

Con la misma variable X∼B(10; 0,4)X \sim B(10;\ 0{,}4), nos piden P(X≥1)P(X \geq 1). Lo más cómodo es pasar al suceso contrario, «ninguno de los 10 pide margarita»:

P(X=0)=(100) 0,40 0,610=0,610=0,0060466176,P(X = 0) = \binom{10}{0}\, 0{,}4^{0}\, 0{,}6^{10} = 0{,}6^{10} = 0{,}0060466176,P(X≥1)=1−P(X=0)=1−0,0060466176=0,9939533824≈0,994.P(X \geq 1) = 1 - P(X = 0) = 1 - 0{,}0060466176 = 0{,}9939533824 \approx 0{,}994.
Respuesta
La probabilidad de que al menos uno de los 10 clientes pida pizza margarita es P(X≥1)=1−0,610≈0,994P(X\geq 1) = 1 - 0{,}6^{10} \approx 0{,}994.
Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 1.1, 0,25 puntos; 1.2, 0,75 puntos; 1.3, 0,75 puntos; 1.4, 0,75 puntos.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Pregunta 2.1

MatricesDeterminantes2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Corresponde a la pregunta de álgebra. Matriz con parámetro: idempotente e inversa.

Enunciado

PREGUNTA 2: ÁLGEBRA (2,5 puntos)

Responda al apartado 2.1 o al apartado 2.2

2.1 En un sistema de procesamiento de imágenes se utiliza una matriz para transformar ciertos datos. La matriz depende del parámetro real α\alpha y es:

A=[1α00α0001−α].A=\begin{bmatrix} 1 & \alpha & 0\\ 0 & \alpha & 0\\ 0 & 0 & 1-\alpha \end{bmatrix}.

2.1.1 (1,25 puntos) En uno de los procesos, para que el sistema funcione, se necesita que la matriz sea idempotente, es decir que su cuadrado coincida con ella, A2=AA^2=A. Obtener los valores α\alpha que permitan funcionar a este proceso.

2.1.2 (1,25 puntos) En otro proceso diferente, se necesita utilizar la matriz inversa de AA. Obtener los valores de α\alpha para los cuales existe la inversa y calcular esta inversa en función de α\alpha.

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

2.1.1) Valores de α\alpha para los que AA es idempotente

Calculamos A2A^2 multiplicando fila por columna:

A2=(1α00α0001−α)(1α00α0001−α)=(1α+α200α2000(1−α)2).A^2=\begin{pmatrix} 1 & \alpha & 0\\ 0 & \alpha & 0\\ 0 & 0 & 1-\alpha \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 & \alpha & 0\\ 0 & \alpha & 0\\ 0 & 0 & 1-\alpha \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 & \alpha+\alpha^2 & 0\\ 0 & \alpha^2 & 0\\ 0 & 0 & (1-\alpha)^2 \end{pmatrix}.

Dos matrices son iguales si lo son elemento a elemento. Los elementos que ya coinciden (11 y los ceros) no imponen nada; igualando el resto, A2=AA^2=A equivale a que se cumplan a la vez:

{α+α2=α⟺ α2=0⟺ α=0,α2=α⟺ α(α−1)=0⟺ α=0 o α=1,(1−α)2=1−α⟺ (1−α)((1−α)−1)=−α (1−α)=0⟺ α=1 o α=0.\begin{cases} \alpha+\alpha^2=\alpha &\Longleftrightarrow\ \alpha^2=0 &\Longleftrightarrow\ \alpha=0,\\[2pt] \alpha^2=\alpha &\Longleftrightarrow\ \alpha(\alpha-1)=0 &\Longleftrightarrow\ \alpha=0 \ \text{o}\ \alpha=1,\\[2pt] (1-\alpha)^2=1-\alpha &\Longleftrightarrow\ (1-\alpha)\big((1-\alpha)-1\big)=-\alpha\,(1-\alpha)=0 &\Longleftrightarrow\ \alpha=1 \ \text{o}\ \alpha=0. \end{cases}

Como las tres condiciones deben cumplirse a la vez, basta resolver la primera, que solo admite α=0\alpha=0, y comprobar que ese valor también cumple las otras dos. Por tanto, el único valor es α=0\alpha=0.

Comprobación. Para α=0\alpha=0:

A=(100000001),A2=(100000001)=A.A=\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix},\qquad A^2=\begin{pmatrix} 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}=A.
Respuesta
A2=AA^2=A únicamente para α=0\alpha=0. El proceso solo funciona para α=0\alpha=0.

2.1.2) Existencia y cálculo de la inversa

Una matriz cuadrada tiene inversa si y solo si su determinante es distinto de cero. Como AA es triangular superior, su determinante es el producto de los elementos de la diagonal principal:

∣A∣=∣1α00α0001−α∣=1⋅α⋅(1−α)=α(1−α).|A|=\begin{vmatrix} 1 & \alpha & 0\\ 0 & \alpha & 0\\ 0 & 0 & 1-\alpha \end{vmatrix}=1\cdot\alpha\cdot(1-\alpha)=\alpha(1-\alpha).∣A∣=0  ⟺  α=0 o α=1.|A|=0 \iff \alpha=0 \ \text{o}\ \alpha=1.
  • Si α=0\alpha=0 o α=1\alpha=1, ∣A∣=0|A|=0 y AA no tiene inversa.
  • Si α≠0\alpha\neq 0 y α≠1\alpha\neq 1, ∣A∣≠0|A|\neq 0 y existe A−1A^{-1}.

Para α≠0,1\alpha\neq 0,1 la calculamos con la fórmula A−1=1∣A∣ (Adj⁡A)tA^{-1}=\dfrac{1}{|A|}\,(\operatorname{Adj}A)^t. Los adjuntos Aij=(−1)i+jMijA_{ij}=(-1)^{i+j}M_{ij} son:

A11=+∣α001−α∣=α(1−α),A12=−∣0001−α∣=0,A13=+∣0α00∣=0,A21=−∣α001−α∣=−α(1−α),A22=+∣1001−α∣=1−α,A23=−∣1α00∣=0,A31=+∣α0α0∣=0,A32=−∣1000∣=0,A33=+∣1α0α∣=α.\begin{aligned} A_{11}&=+\begin{vmatrix} \alpha & 0\\ 0 & 1-\alpha\end{vmatrix}=\alpha(1-\alpha), & A_{12}&=-\begin{vmatrix} 0 & 0\\ 0 & 1-\alpha\end{vmatrix}=0, & A_{13}&=+\begin{vmatrix} 0 & \alpha\\ 0 & 0\end{vmatrix}=0,\\[4pt] A_{21}&=-\begin{vmatrix} \alpha & 0\\ 0 & 1-\alpha\end{vmatrix}=-\alpha(1-\alpha), & A_{22}&=+\begin{vmatrix} 1 & 0\\ 0 & 1-\alpha\end{vmatrix}=1-\alpha, & A_{23}&=-\begin{vmatrix} 1 & \alpha\\ 0 & 0\end{vmatrix}=0,\\[4pt] A_{31}&=+\begin{vmatrix} \alpha & 0\\ \alpha & 0\end{vmatrix}=0, & A_{32}&=-\begin{vmatrix} 1 & 0\\ 0 & 0\end{vmatrix}=0, & A_{33}&=+\begin{vmatrix} 1 & \alpha\\ 0 & \alpha\end{vmatrix}=\alpha. \end{aligned}

Entonces

Adj⁡A=(α(1−α)00−α(1−α)1−α000α),(Adj⁡A)t=(α(1−α)−α(1−α)001−α000α),\operatorname{Adj}A=\begin{pmatrix} \alpha(1-\alpha) & 0 & 0\\ -\alpha(1-\alpha) & 1-\alpha & 0\\ 0 & 0 & \alpha \end{pmatrix},\qquad (\operatorname{Adj}A)^t=\begin{pmatrix} \alpha(1-\alpha) & -\alpha(1-\alpha) & 0\\ 0 & 1-\alpha & 0\\ 0 & 0 & \alpha \end{pmatrix},

y dividiendo entre ∣A∣=α(1−α)|A|=\alpha(1-\alpha):

A−1=1α(1−α)(α(1−α)−α(1−α)001−α000α)=(1−1001α00011−α).A^{-1}=\frac{1}{\alpha(1-\alpha)}\begin{pmatrix} \alpha(1-\alpha) & -\alpha(1-\alpha) & 0\\ 0 & 1-\alpha & 0\\ 0 & 0 & \alpha \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0\\[2pt] 0 & \dfrac{1}{\alpha} & 0\\[6pt] 0 & 0 & \dfrac{1}{1-\alpha} \end{pmatrix}.

Comprobación.

A A−1=(1α00α0001−α)(1−1001α00011−α)=(1−1+10010001)=I.A\,A^{-1}=\begin{pmatrix} 1 & \alpha & 0\\ 0 & \alpha & 0\\ 0 & 0 & 1-\alpha \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0\\ 0 & \frac{1}{\alpha} & 0\\ 0 & 0 & \frac{1}{1-\alpha} \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 1 & -1+1 & 0\\ 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}=I.

Como AA es cuadrada, basta comprobar un producto. También sirve un caso numérico: para α=2\alpha=2 la fórmula da A−1=(1−10012000−1)A^{-1}=\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0\\ 0 & \frac12 & 0\\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix}, que coincide con la inversa de la matriz numérica. Así se detecta en el examen un error de signo en los adjuntos.

Respuesta
AA es invertible si y solo si α≠0\alpha\neq 0 y α≠1\alpha\neq 1 (pues ∣A∣=α(1−α)|A|=\alpha(1-\alpha)). El segundo proceso solo se puede llevar a cabo para esos valores de α\alpha, y entonces A−1=(1−1001α00011−α)A^{-1}=\begin{pmatrix} 1 & -1 & 0\\ 0 & \frac{1}{\alpha} & 0\\ 0 & 0 & \frac{1}{1-\alpha} \end{pmatrix}.

Compruébalo:Comprueba A² = A para α = 0Inversa por la adjunta para α = 2 (comprobación)

Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 2.1.1, 1,25 puntos; 2.1.2, 1,25 puntos.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Pregunta 2.2

Sistemas de ecuacionesDeterminantes2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Corresponde a la pregunta de álgebra. Discusión y resolución de un sistema con parámetro.

Enunciado

PREGUNTA 2: ÁLGEBRA (2,5 puntos)

Responda al apartado 2.1 o al apartado 2.2

2.2 Sea el sistema de ecuaciones lineales:

{3x−2y−3z=02x+ay−5z=−3,x+y+2z=3\begin{cases} 3x-2y-3z=0\\ 2x+ay-5z=-3,\\ x+y+2z=3 \end{cases}

donde aa es un parámetro real. Se pide:

2.2.1 (1 punto) Discutir el sistema en función del parámetro aa.

2.2.2 (0,75 puntos) Calcular las soluciones del sistema cuando éste sea compatible indeterminado.

2.2.3 (0,75 puntos) Calcular la solución del sistema para a=0a=0.

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

Escribimos la matriz de coeficientes AA y la matriz ampliada A∗A^*:

A=(3−2−32a−5112),A∗=(3−2−302a−5−31123)A=\begin{pmatrix} 3 & -2 & -3\\ 2 & a & -5\\ 1 & 1 & 2\end{pmatrix},\qquad A^*=\left(\begin{array}{ccc|c} 3 & -2 & -3 & 0\\ 2 & a & -5 & -3\\ 1 & 1 & 2 & 3\end{array}\right)

2.2.1) Discusión del sistema

Usamos el teorema de Rouché-Frobenius. Calculamos el determinante de AA desarrollando por la primera fila:

∣A∣=3∣a−512∣−(−2)∣2−512∣+(−3)∣2a11∣=3(2a+5)+2(4+5)−3(2−a)|A|=3\begin{vmatrix} a & -5\\ 1 & 2\end{vmatrix}-(-2)\begin{vmatrix} 2 & -5\\ 1 & 2\end{vmatrix}+(-3)\begin{vmatrix} 2 & a\\ 1 & 1\end{vmatrix}=3(2a+5)+2(4+5)-3(2-a)∣A∣=6a+15+18−6+3a=9a+27=9(a+3).|A|=6a+15+18-6+3a=9a+27=9(a+3).

(También se puede calcular con la regla de Sarrus.)

Por tanto, ∣A∣=0  ⟺  a=−3|A|=0 \iff a=-3.

Caso a≠−3a\neq -3. Como ∣A∣≠0|A|\neq 0, rg⁡(A)=3\operatorname{rg}(A)=3. Como AA es una submatriz de A∗A^* y A∗A^* tiene solo 3 filas, 3=rg⁡(A)≤rg⁡(A∗)≤33=\operatorname{rg}(A)\le\operatorname{rg}(A^*)\le 3, luego rg⁡(A∗)=3\operatorname{rg}(A^*)=3. Como rg⁡(A)=rg⁡(A∗)=3=\operatorname{rg}(A)=\operatorname{rg}(A^*)=3= número de incógnitas, el sistema es compatible determinado.

Caso a=−3a=-3. Ahora ∣A∣=0|A|=0, luego rg⁡(A)<3\operatorname{rg}(A)<3. El menor formado por las filas 1.ª y 3.ª y las columnas 1.ª y 2.ª es

∣3−211∣=3+2=5≠0,\begin{vmatrix} 3 & -2\\ 1 & 1\end{vmatrix}=3+2=5\neq 0,

así que rg⁡(A)=2\operatorname{rg}(A)=2. Para el rango de A∗A^* orlamos ese menor. Solo queda una fila por añadir (la 2.ª) y dos columnas (la 3.ª y la de términos independientes), así que hay solo dos orlados posibles. Con la 3.ª columna se obtiene ∣A∣=0|A|=0; con la columna de términos independientes:

∣3−202−3−3113∣=3(−9+3)−(−2)(6+3)+0=−18+18=0.\begin{vmatrix} 3 & -2 & 0\\ 2 & -3 & -3\\ 1 & 1 & 3\end{vmatrix}=3(-9+3)-(-2)(6+3)+0=-18+18=0.

Los dos menores de orden 3 que orlan al menor no nulo de orden 2 son nulos, luego rg⁡(A∗)=2\operatorname{rg}(A^*)=2. Como rg⁡(A)=rg⁡(A∗)=2<3\operatorname{rg}(A)=\operatorname{rg}(A^*)=2<3, el sistema es compatible indeterminado (con 3−2=13-2=1 parámetro).

Respuesta
Si a≠−3a\neq -3, rg⁡(A)=rg⁡(A∗)=3\operatorname{rg}(A)=\operatorname{rg}(A^*)=3 y el sistema es compatible determinado. Si a=−3a=-3, rg⁡(A)=rg⁡(A∗)=2<3\operatorname{rg}(A)=\operatorname{rg}(A^*)=2<3 y el sistema es compatible indeterminado. No hay ningún valor de aa para el que sea incompatible.

2.2.2) Soluciones en el caso compatible indeterminado

El sistema es compatible indeterminado solo para a=−3a=-3. Como el menor no nulo de orden 2 está en las filas 1.ª y 3.ª, nos quedamos con esas dos ecuaciones (la 2.ª es combinación lineal de ellas). Como el menor está en las columnas de xx e yy, estas son las incógnitas principales y zz pasa al segundo miembro como parámetro, z=λz=\lambda:

{3x−2y=3λx+y=3−2λ\begin{cases} 3x-2y=3\lambda\\ x+y=3-2\lambda\end{cases}

De la segunda, y=3−2λ−xy=3-2\lambda-x. Sustituyendo en la primera:

3x−2(3−2λ−x)=3λ  ⇒  5x−6+4λ=3λ  ⇒  x=6−λ5.3x-2(3-2\lambda-x)=3\lambda \;\Rightarrow\; 5x-6+4\lambda=3\lambda \;\Rightarrow\; x=\frac{6-\lambda}{5}.

Entonces

y=3−2λ−6−λ5=15−10λ−6+λ5=9−9λ5.y=3-2\lambda-\frac{6-\lambda}{5}=\frac{15-10\lambda-6+\lambda}{5}=\frac{9-9\lambda}{5}.

Comprobación en la 2.ª ecuación con a=−3a=-3 (las otras dos se cumplen por construcción): 2⋅6−λ5−3⋅9−9λ5−5λ=12−2λ−27+27λ−25λ5=−155=−32\cdot\frac{6-\lambda}{5}-3\cdot\frac{9-9\lambda}{5}-5\lambda=\frac{12-2\lambda-27+27\lambda-25\lambda}{5}=\frac{-15}{5}=-3. ✓

Respuesta
Para a=−3a=-3 las soluciones son x=6−λ5, y=9−9λ5, z=λx=\dfrac{6-\lambda}{5},\ y=\dfrac{9-9\lambda}{5},\ z=\lambda, con λ∈R\lambda\in\mathbb{R}; en forma vectorial, (x,y,z)=(65,95,0)+λ(−15,−95,1)(x,y,z)=\left(\frac65,\frac95,0\right)+\lambda\left(-\frac15,-\frac95,1\right).

2.2.3) Solución para a=0a=0

Como 0≠−30\neq -3, el sistema es compatible determinado y ∣A∣=9(0+3)=27|A|=9(0+3)=27. El sistema queda

{3x−2y−3z=02x−5z=−3x+y+2z=3\begin{cases} 3x-2y-3z=0\\ 2x-5z=-3\\ x+y+2z=3\end{cases}

y lo resolvemos por la regla de Cramer:

x=∣0−2−3−30−5312∣27=2727=1,y=∣30−32−3−5132∣27=027=0,z=∣3−2020−3113∣27=2727=1.x=\frac{\begin{vmatrix} 0 & -2 & -3\\ -3 & 0 & -5\\ 3 & 1 & 2\end{vmatrix}}{27}=\frac{27}{27}=1,\qquad y=\frac{\begin{vmatrix} 3 & 0 & -3\\ 2 & -3 & -5\\ 1 & 3 & 2\end{vmatrix}}{27}=\frac{0}{27}=0,\qquad z=\frac{\begin{vmatrix} 3 & -2 & 0\\ 2 & 0 & -3\\ 1 & 1 & 3\end{vmatrix}}{27}=\frac{27}{27}=1.

Los determinantes de los numeradores, desarrollados por la primera fila:

Δx=0⋅(0+5)−(−2)(−6+15)+(−3)(−3−0)=18+9=27,\Delta_x=0\cdot(0+5)-(-2)(-6+15)+(-3)(-3-0)=18+9=27,Δy=3(−6+15)−0+(−3)(6+3)=27−27=0,\Delta_y=3(-6+15)-0+(-3)(6+3)=27-27=0,Δz=3(0+3)−(−2)(6+3)+0=9+18=27.\Delta_z=3(0+3)-(-2)(6+3)+0=9+18=27.

Comprobación: 3⋅1−2⋅0−3⋅1=03\cdot1-2\cdot0-3\cdot1=0 ✓; 2⋅1−5⋅1=−32\cdot1-5\cdot1=-3 ✓; 1+0+2⋅1=31+0+2\cdot1=3 ✓.

Respuesta
Para a=0a=0 la solución única es x=1, y=0, z=1x=1,\ y=0,\ z=1.

Compruébalo:Discute el sistema para a = −3Resuelve por Gauss el caso a = −3Resuelve por Cramer el caso a = 0

Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 2.2.1, 1 punto; 2.2.2, 0,75 puntos; 2.2.3, 0,75 puntos.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Pregunta 3.1

Geometría en el espacio2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Corresponde a la pregunta de geometría. Rectas, plano que las contiene y distancia.

Enunciado

PREGUNTA 3: GEOMETRÍA (2,5 puntos)

Responda al apartado 3.1 o al apartado 3.2

3.1 Dada la recta r ⁣:{x=1+2λy=λz=2−λr\colon\begin{cases} x=1+2\lambda\\ y=\lambda\\ z=2-\lambda \end{cases} y la recta s ⁣:{x=−1x+2y+z=0s\colon\begin{cases} x=-1\\ x+2y+z=0 \end{cases}, calcular:

3.1.1 (1 punto) Si existen, las coordenadas del punto de corte de ambas rectas.

3.1.2 (1 punto) La ecuación del plano que contiene a ambas rectas.

3.1.3 (0,5 puntos) La distancia del punto P=(1,0,2)P=(1,0,2) a dicho plano.

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

Antes de empezar conviene tener de cada recta un punto y un vector director.

  • Recta rr (ya está en paramétricas): punto Pr=(1,0,2)P_r=(1,0,2) y vector director u⃗=(2,1,−1)\vec u=(2,1,-1).
  • Recta ss (en implícitas): la pasamos a paramétricas. De x=−1x=-1, la segunda ecuación queda −1+2y+z=0-1+2y+z=0, es decir, z=1−2yz=1-2y. Tomando y=μy=\mu:
s ⁣:{x=−1y=μz=1−2μPs=(−1,0,1),v⃗=(0,1,−2).s\colon\begin{cases} x=-1\\ y=\mu\\ z=1-2\mu \end{cases}\qquad P_s=(-1,0,1),\quad \vec v=(0,1,-2).

3.1.1) Punto de corte de las rectas

Los vectores u⃗=(2,1,−1)\vec u=(2,1,-1) y v⃗=(0,1,−2)\vec v=(0,1,-2) no son proporcionales (la primera componente de v⃗\vec v es 00 y la de u⃗\vec u no), así que las rectas no son paralelas ni coincidentes: o se cortan o se cruzan.

Para buscar el punto común sustituimos el punto genérico de rr, (1+2λ, λ, 2−λ)(1+2\lambda,\ \lambda,\ 2-\lambda), en las dos ecuaciones de ss:

x=−1:1+2λ=−1  ⟹  λ=−1.x=-1:\quad 1+2\lambda=-1 \;\Longrightarrow\; \lambda=-1.x+2y+z=0:(1+2λ)+2λ+(2−λ)=0  ⟹  3λ+3=0  ⟹  λ=−1.x+2y+z=0:\quad (1+2\lambda)+2\lambda+(2-\lambda)=0 \;\Longrightarrow\; 3\lambda+3=0 \;\Longrightarrow\; \lambda=-1.

Las dos ecuaciones dan el mismo valor, λ=−1\lambda=-1, luego hay solución y las rectas se cortan. Sustituyendo λ=−1\lambda=-1 en rr:

Q=(1+2(−1), −1, 2−(−1))=(−1, −1, 3).Q=(1+2(-1),\ -1,\ 2-(-1))=(-1,\,-1,\,3).

Comprobación: QQ cumple las ecuaciones de ss: x=−1x=-1 y −1+2(−1)+3=0-1+2(-1)+3=0. ✓

Respuesta
Las rectas se cortan (para λ=−1\lambda=-1 en rr) en el punto Q=(−1, −1, 3)Q=(-1,\,-1,\,3).

3.1.2) Plano que contiene a ambas rectas

Como las rectas se cortan, existe un único plano que las contiene. Pasa por Q=(−1,−1,3)Q=(-1,-1,3) (o por cualquier punto de una de las rectas) y tiene como vectores directores u⃗=(2,1,−1)\vec u=(2,1,-1) y v⃗=(0,1,−2)\vec v=(0,1,-2). Su ecuación es

π ⁣: ∣x+1y+1z−321−101−2∣=0.\pi\colon\ \begin{vmatrix} x+1 & y+1 & z-3\\ 2 & 1 & -1\\ 0 & 1 & -2\end{vmatrix}=0.

Desarrollando por la primera fila:

(x+1)∣1−11−2∣−(y+1)∣2−10−2∣+(z−3)∣2101∣=0(x+1)\begin{vmatrix} 1 & -1\\ 1 & -2\end{vmatrix}-(y+1)\begin{vmatrix} 2 & -1\\ 0 & -2\end{vmatrix}+(z-3)\begin{vmatrix} 2 & 1\\ 0 & 1\end{vmatrix}=0−(x+1)+4(y+1)+2(z−3)=0  ⟹  −x+4y+2z−3=0.-(x+1)+4(y+1)+2(z-3)=0 \;\Longrightarrow\; -x+4y+2z-3=0.

Es decir, un vector normal es n⃗=u⃗×v⃗=(−1,4,2)\vec n=\vec u\times\vec v=(-1,4,2).

Comprobación: el plano contiene a rr, porque pasa por Pr=(1,0,2)P_r=(1,0,2): −1+0+4−3=0-1+0+4-3=0 ✓, y n⃗⋅u⃗=−2+4−2=0\vec n\cdot\vec u=-2+4-2=0 ✓. Contiene a ss, porque pasa por Ps=(−1,0,1)P_s=(-1,0,1): 1+0+2−3=01+0+2-3=0 ✓, y n⃗⋅v⃗=0+4−4=0\vec n\cdot\vec v=0+4-4=0 ✓.

Respuesta
π ⁣: −x+4y+2z−3=0\pi\colon\ -x+4y+2z-3=0 (o, equivalentemente, x−4y−2z+3=0x-4y-2z+3=0).

3.1.3) Distancia de P=(1,0,2)P=(1,0,2) al plano

Antes de calcular nada conviene fijarse en que P=(1,0,2)=PrP=(1,0,2)=P_r es el punto de rr que corresponde a λ=0\lambda=0. Como rr está contenida en π\pi, P∈πP\in\pi y la distancia es 00.

Lo comprobamos con la fórmula de la distancia de un punto a un plano Ax+By+Cz+D=0Ax+By+Cz+D=0:

d(P,π)=∣Ax0+By0+Cz0+D∣A2+B2+C2=∣−1+4⋅0+2⋅2−3∣(−1)2+42+22=021=0.d(P,\pi)=\frac{|A x_0+B y_0+C z_0+D|}{\sqrt{A^2+B^2+C^2}}=\frac{|-1+4\cdot 0+2\cdot 2-3|}{\sqrt{(-1)^2+4^2+2^2}}=\frac{0}{\sqrt{21}}=0.
Respuesta
d(P,π)=0d(P,\pi)=0: el punto PP pertenece al plano (de hecho, está en la recta rr).

Compruébalo:Punto de corte: sistema de las cuatro ecuaciones implícitas

Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 3.1.1, 1 punto; 3.1.2, 1 punto; 3.1.3, 0,5 puntos.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Pregunta 3.2

Geometría en el espacio2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Corresponde a la pregunta de geometría. Plano perpendicular, distancia y simétrico de un punto.

Enunciado

PREGUNTA 3: GEOMETRÍA (2,5 puntos)

Responda al apartado 3.1 o al apartado 3.2

3.2 Se consideran el plano π ⁣:3x−y+2z=4\pi\colon 3x-y+2z=4 y el punto P=(−1,0,1)P=(-1,0,1). Se pide:

3.2.1 (1 punto) La ecuación del plano perpendicular a π\pi que pasa por PP y por Q=(2,1,2)Q=(2,1,2).

3.2.2 (0,5 puntos) La distancia del punto QQ al plano π\pi.

3.2.3 (1 punto) El punto simétrico de PP respecto al plano π\pi.

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

3.2.1) Plano perpendicular a π\pi que pasa por PP y QQ

Un vector normal de π\pi es n⃗π=(3,−1,2)\vec n_\pi=(3,-1,2). Si el plano buscado, σ\sigma, es perpendicular a π\pi, sus vectores normales son perpendiculares (n⃗σ⋅n⃗π=0\vec n_\sigma\cdot\vec n_\pi=0), así que n⃗π\vec n_\pi es paralelo a σ\sigma: se puede usar como vector director de σ\sigma. Además, como PP y QQ están en σ\sigma, también lo es

PQ→=Q−P=(2−(−1), 1−0, 2−1)=(3,1,1).\overrightarrow{PQ}=Q-P=(2-(-1),\,1-0,\,2-1)=(3,1,1).

Los vectores (3,−1,2)(3,-1,2) y (3,1,1)(3,1,1) no son proporcionales, así que σ\sigma queda determinado por el punto PP y estos dos vectores directores:

σ ⁣: ∣x+1yz−13−12311∣=0.\sigma\colon\ \begin{vmatrix} x+1 & y & z-1\\ 3 & -1 & 2\\ 3 & 1 & 1\end{vmatrix}=0.

Desarrollando por la primera fila:

(x+1)∣−1211∣−y∣3231∣+(z−1)∣3−131∣=0.(x+1)\begin{vmatrix}-1&2\\1&1\end{vmatrix}-y\begin{vmatrix}3&2\\3&1\end{vmatrix}+(z-1)\begin{vmatrix}3&-1\\3&1\end{vmatrix}=0.

Los menores valen −1−2=−3-1-2=-3, 3−6=−33-6=-3 y 3+3=63+3=6. Ojo con el signo menos delante del segundo: −y⋅(−3)=+3y-y\cdot(-3)=+3y. Queda

−3(x+1)+3y+6(z−1)=−3x−3+3y+6z−6=0,-3(x+1)+3y+6(z-1)=-3x-3+3y+6z-6=0,

es decir, −3x+3y+6z−9=0-3x+3y+6z-9=0. Dividiendo entre −3-3:

σ ⁣: x−y−2z+3=0.\sigma\colon\ x-y-2z+3=0.

Comprobación. PP: −1−0−2+3=0-1-0-2+3=0 ✓. QQ: 2−1−4+3=02-1-4+3=0 ✓. Perpendicularidad: con n⃗σ=(1,−1,−2)\vec n_\sigma=(1,-1,-2), n⃗σ⋅n⃗π=(1,−1,−2)⋅(3,−1,2)=3+1−4=0\vec n_\sigma\cdot\vec n_\pi=(1,-1,-2)\cdot(3,-1,2)=3+1-4=0 ✓.

Respuesta
σ ⁣: x−y−2z+3=0\sigma\colon\ x-y-2z+3=0.

3.2.2) Distancia de QQ a π\pi

Escribimos π\pi en la forma 3x−y+2z−4=03x-y+2z-4=0 y aplicamos la fórmula de la distancia de un punto a un plano:

d(Q,π)=∣3⋅2−1+2⋅2−4∣32+(−1)2+22=∣6−1+4−4∣14=514=51414≈1,3363 u.d(Q,\pi)=\frac{|3\cdot 2-1+2\cdot 2-4|}{\sqrt{3^2+(-1)^2+2^2}}=\frac{|6-1+4-4|}{\sqrt{14}}=\frac{5}{\sqrt{14}}=\frac{5\sqrt{14}}{14}\approx 1{,}3363\ \text{u}.
Respuesta
d(Q,π)=514=51414≈1,3363d(Q,\pi)=\dfrac{5}{\sqrt{14}}=\dfrac{5\sqrt{14}}{14}\approx 1{,}3363 u.

3.2.3) Punto simétrico de PP respecto de π\pi

Primero comprobamos que PP no está en π\pi: 3(−1)−0+2⋅1=−1≠43(-1)-0+2\cdot 1=-1\neq 4.

Paso 1: recta perpendicular a π\pi por PP. Su vector director es n⃗π=(3,−1,2)\vec n_\pi=(3,-1,2):

r ⁣: {x=−1+3λy=−λz=1+2λλ∈R.r\colon\ \begin{cases} x=-1+3\lambda\\ y=-\lambda\\ z=1+2\lambda\end{cases}\qquad \lambda\in\mathbb R.

Paso 2: proyección ortogonal MM de PP sobre π\pi (M=r∩πM=r\cap\pi). Sustituyendo en la ecuación de π\pi:

3(−1+3λ)−(−λ)+2(1+2λ)=4 ⟹ −1+14λ=4 ⟹ λ=514.3(-1+3\lambda)-(-\lambda)+2(1+2\lambda)=4\ \Longrightarrow\ -1+14\lambda=4\ \Longrightarrow\ \lambda=\frac{5}{14}.M=(−1+1514, −514, 1+1014)=(114, −514, 2414)=(114, −514, 127).M=\left(-1+\frac{15}{14},\,-\frac{5}{14},\,1+\frac{10}{14}\right)=\left(\frac{1}{14},\,-\frac{5}{14},\,\frac{24}{14}\right)=\left(\frac{1}{14},\,-\frac{5}{14},\,\frac{12}{7}\right).

Paso 3: MM es el punto medio de PP y su simétrico P′P'. Como M=P+P′2M=\dfrac{P+P'}{2}, se tiene P′=2M−PP'=2M-P:

P′=(214+1, −1014−0, 4814−1)=(87, −57, 177).P'=\left(\frac{2}{14}+1,\,-\frac{10}{14}-0,\,\frac{48}{14}-1\right)=\left(\frac{8}{7},\,-\frac{5}{7},\,\frac{17}{7}\right).

Comprobación. PP′→=(157,−57,107)=57(3,−1,2)\overrightarrow{PP'}=\left(\tfrac{15}{7},-\tfrac{5}{7},\tfrac{10}{7}\right)=\tfrac{5}{7}(3,-1,2) es perpendicular a π\pi. Además, la expresión 3x−y+2z−43x-y+2z-4 vale 3⋅87+57+2⋅177−4=24+5+34−287=53\cdot\tfrac87+\tfrac57+2\cdot\tfrac{17}{7}-4=\tfrac{24+5+34-28}{7}=5 en P′P' y −3−0+2−4=−5-3-0+2-4=-5 en PP: signos opuestos (están a distinto lado de π\pi) y mismo valor absoluto, es decir, d(P,π)=d(P′,π)=5/14d(P,\pi)=d(P',\pi)=5/\sqrt{14} ✓.

Respuesta
P′=(87, −57, 177)P'=\left(\dfrac{8}{7},\,-\dfrac{5}{7},\,\dfrac{17}{7}\right).
Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 3.2.1, 1 punto; 3.2.2, 0,5 puntos; 3.2.3, 1 punto.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Pregunta 4.1

OptimizaciónDerivadas y aplicaciones2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Corresponde a la pregunta de análisis. Optimización con contexto real.

Enunciado

PREGUNTA 4: ANÁLISIS (2,5 puntos)

Responda al apartado 4.1 o al apartado 4.2

4.1 Una empresa de paquetería quiere diseñar distintos modelos de cajas. Uno de esos modelos consiste en una caja de 80 cm380\ \text{cm}^3 de volumen, con base y tapa cuadradas. El precio del material de las paredes laterales es de 1 céntimo por cm2\text{cm}^2. La base y tapa se construirán con un material de calidad superior a las caras laterales de la caja, siendo éste un 25% más caro.

Obtener:

4.1.1 (0,75 puntos) La función P(x)P(x) que proporciona el precio del material de la caja en función del lado de la base xx.

4.1.2 (1,25 puntos) Las dimensiones de la caja para que la función P(x)P(x) tenga el menor valor posible.

4.1.3 (0,5 puntos) El precio del material en el caso anterior.

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

4.1.1) La función precio P(x)P(x)

Llamamos xx al lado de la base cuadrada e yy a la altura de la caja, ambos en cm, con x>0x>0 e y>0y>0.

Relación entre xx e yy. El volumen es 80 cm380\ \text{cm}^3:

V=x2 y=80⟹y=80x2.V = x^2\,y = 80 \quad\Longrightarrow\quad y = \frac{80}{x^2}.

Precio de cada parte. El material lateral cuesta 11 céntimo/cm²; el de la base y la tapa es un 25 %25\,\% más caro, es decir, cuesta el 100 %+25 %=125 %100\,\% + 25\,\% = 125\,\% del precio lateral: 1⋅1,25=541\cdot 1{,}25 = \dfrac{5}{4} céntimos/cm² (no 0,250{,}25 céntimos).

  • Base y tapa: dos cuadrados de área x2x^2 cada uno, en total 2x22x^2 cm², que cuestan 54⋅2x2=52x2\dfrac{5}{4}\cdot 2x^2 = \dfrac{5}{2}x^2 céntimos.
  • Paredes laterales: cuatro rectángulos de xx por yy, en total 4xy4xy cm², que cuestan 1⋅4xy=4xy1\cdot 4xy = 4xy céntimos.

Sumando y sustituyendo y=80x2y = \dfrac{80}{x^2}:

P=52x2+4x⋅80x2=52x2+320x.P = \frac{5}{2}x^2 + 4x\cdot\frac{80}{x^2} = \frac{5}{2}x^2 + \frac{320}{x}.
Respuesta
P(x)=52x2+320xP(x) = \dfrac{5}{2}x^2 + \dfrac{320}{x} céntimos, con x>0x>0 (lado de la base en cm).

4.1.2) Dimensiones de coste mínimo

Buscamos el mínimo absoluto de PP en su dominio (0,+∞)(0,+\infty), donde es derivable.

Puntos críticos.

P′(x)=5x−320x2=5x3−320x2.P'(x) = 5x - \frac{320}{x^2} = \frac{5x^3 - 320}{x^2}.P′(x)=0  ⟺  5x3=320  ⟺  x3=64  ⟺  x=4.P'(x) = 0 \iff 5x^3 = 320 \iff x^3 = 64 \iff x = 4.

Es un mínimo absoluto. Como x2>0x^2>0, el signo de P′(x)P'(x) es el de 5x3−320=5(x−4)(x2+4x+16)5x^3-320 = 5(x-4)(x^2+4x+16), que coincide con el de x−4x-4 porque x2+4x+16=(x+2)2+12>0x^2+4x+16=(x+2)^2+12>0:

  • si 0<x<40<x<4, entonces P′(x)<0P'(x)<0 y PP decrece;
  • si x>4x>4, entonces P′(x)>0P'(x)>0 y PP crece.

Por tanto, PP alcanza en x=4x=4 su mínimo absoluto en (0,+∞)(0,+\infty). (La segunda derivada, P′′(x)=5+640x3P''(x)=5+\dfrac{640}{x^3} con P′′(4)=15>0P''(4)=15>0, solo confirma que es un mínimo local; que sea absoluto lo da el estudio del signo anterior.)

Altura.

y=8042=8016=5 cm.y = \frac{80}{4^2} = \frac{80}{16} = 5\ \text{cm}.

Comprobación: 42⋅5=80 cm34^2\cdot 5 = 80\ \text{cm}^3.

Cargando la gráfica…

Gráfica de P(x) = 5x²/2 + 320/x para x > 0: decrece hasta x = 4, donde alcanza su mínimo P(4) = 120, y después crece. Tiende a +∞ cuando x → 0⁺ (asíntota vertical x = 0) y cuando x → +∞. Puedes moverte por la gráfica con las flechas del teclado y ampliar con + y −.

Ábrelo en la graficadora
Respuesta
La caja más barata tiene base cuadrada de lado x=4x = 4 cm y altura y=5y = 5 cm.

4.1.3) Precio mínimo

P(4)=52⋅16+3204=40+80=120 ceˊntimos.P(4) = \frac{5}{2}\cdot 16 + \frac{320}{4} = 40 + 80 = 120\ \text{céntimos}.

(Base y tapa: 2⋅16=322\cdot 16 = 32 cm² a 1,251{,}25 céntimos, 4040 céntimos; laterales: 4⋅4⋅5=804\cdot 4\cdot 5 = 80 cm² a 11 céntimo, 8080 céntimos.)

Respuesta
El precio mínimo del material es P(4)=120P(4) = 120 céntimos, es decir, 1,201{,}20 €.

Compruébalo:Deriva P(x)Resuelve P'(x) = 0

Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 4.1.1, 0,75 puntos; 4.1.2, 1,25 puntos; 4.1.3, 0,5 puntos.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Pregunta 4.2

IntegralesEstudio de funciones2,5 puntos

Válido para el modelo 2026Corresponde a la pregunta de análisis. Función con valor absoluto y área.

Enunciado

PREGUNTA 4: ANÁLISIS (2,5 puntos)

Responda al apartado 4.1 o al apartado 4.2

4.2 Dada la función real de variable real

f(x)=x ∣x−2∣.f(x)=x\,|x-2|.

Se pide:

4.2.1 (1 punto) Representar la región comprendida entre la gráfica de la función ff, el eje de abscisas (eje OX) y las rectas x=−1x=-1 y x=5x=5.

4.2.2 (1,5 puntos) Calcular el área de la región anterior.

Inténtalo tú primeroVer la soluciónOcultar la solución

4.2.1 Representación de la región

Expresión a trozos. Por la definición de valor absoluto,

∣x−2∣={−(x−2)=2−xsi x<2x−2si x≥2⟹f(x)={2x−x2si x<2x2−2xsi x≥2|x-2|=\begin{cases} -(x-2)=2-x & \text{si } x<2\\ x-2 & \text{si } x\ge 2\end{cases} \qquad\Longrightarrow\qquad f(x)=\begin{cases} 2x-x^2 & \text{si } x<2\\ x^2-2x & \text{si } x\ge 2\end{cases}

ff es continua en R\mathbb{R} (producto de funciones continuas) y cada trozo es un arco de parábola.

Cortes con el eje OX. f(x)=0  ⟺  x=0f(x)=0 \iff x=0 o ∣x−2∣=0|x-2|=0, es decir, x=0x=0 y x=2x=2. Los dos están dentro de [−1,5][-1,5].

Signo de ff. Como ∣x−2∣≥0|x-2|\ge 0, el signo de f(x)f(x) es el de xx:

  • en [−1,0)[-1,0), f(x)<0f(x)<0 (la región queda por debajo del eje OX);
  • en (0,2)∪(2,5](0,2)\cup(2,5], f(x)>0f(x)>0 (la región queda por encima del eje OX).

Trozo x<2x<2: y=2x−x2y=2x-x^2. Parábola con las ramas hacia abajo y vértice en x=−22⋅(−1)=1x=-\dfrac{2}{2\cdot(-1)}=1, f(1)=1f(1)=1: punto (1,1)(1,1), máximo relativo de ff.

Trozo x≥2x\ge 2: y=x2−2xy=x^2-2x. Parábola con las ramas hacia arriba; su vértice (x=1x=1) cae fuera de este trozo, así que en [2,5][2,5] es creciente.

En x=2x=2 la gráfica tiene un pico (punto anguloso). No lo pide el enunciado, pero ayuda a dibujarlo: las derivadas laterales son f′(2−)=2−2⋅2=−2f'(2^-)=2-2\cdot 2=-2 y f′(2+)=2⋅2−2=2f'(2^+)=2\cdot 2-2=2.

Tabla de valores.

xx−1-1001122334455
f(x)f(x)−3-300110033881515
Cargando la gráfica…

Gráfica de f(x) = x|x − 2| entre x = −1 y x = 5. La región sombreada está por debajo del eje OX entre −1 y 0, y por encima entre 0 y 2 (un arco con máximo en (1, 1)) y entre 2 y 5 (un arco creciente que llega a (5, 15)). Puedes moverte por la gráfica con las flechas del teclado y ampliar con + y −.

Ábrelo en la graficadora
Respuesta

f(x)=2x−x2f(x)=2x-x^2 si x<2x<2 y f(x)=x2−2xf(x)=x^2-2x si x≥2x\ge 2. La región está limitada por la gráfica, el eje OX y las rectas verticales x=−1x=-1 y x=5x=5, y consta de tres recintos:

  • bajo el eje OX en [−1,0][-1,0]: lo limitan la gráfica, desde (−1,−3)(-1,-3) hasta el origen, el segmento vertical de x=−1x=-1 (de (−1,−3)(-1,-3) a (−1,0)(-1,0)) y el eje OX;
  • sobre el eje en [0,2][0,2]: lo limitan el arco de parábola con máximo en (1,1)(1,1) y el eje OX;
  • sobre el eje en [2,5][2,5]: lo limitan el arco creciente desde (2,0)(2,0) hasta (5,15)(5,15), el segmento vertical de x=5x=5 (de (5,0)(5,0) a (5,15)(5,15)) y el eje OX.

En el dibujo deben verse los ejes graduados (la escala vertical, de −3-3 a 1515, conviene elegirla más pequeña que la horizontal), los puntos (−1,−3)(-1,-3), (0,0)(0,0), (1,1)(1,1), (2,0)(2,0) y (5,15)(5,15), el pico en x=2x=2 y los tres recintos sombreados.

4.2.2 Área de la región

En x=0x=0, ff cambia de signo. En x=2x=2, ff toca el eje sin cambiar de signo, pero cambia de expresión, así que también hay que partir ahí. Dividimos el intervalo [−1,5][-1,5] en [−1,0][-1,0], [0,2][0,2] y [2,5][2,5], e integramos el valor absoluto en cada trozo:

A=∣∫−10(2x−x2) dx∣+∫02(2x−x2) dx+∫25(x2−2x) dx.A=\left|\int_{-1}^{0}(2x-x^2)\,dx\right|+\int_{0}^{2}(2x-x^2)\,dx+\int_{2}^{5}(x^2-2x)\,dx .

Primitivas: ∫(2x−x2) dx=x2−x33+C\displaystyle\int(2x-x^2)\,dx=x^2-\frac{x^3}{3}+C y ∫(x2−2x) dx=x33−x2+C\displaystyle\int(x^2-2x)\,dx=\frac{x^3}{3}-x^2+C.

Por la regla de Barrow:

∫−10(2x−x2) dx=[x2−x33]−10=0−(1+13)=−43  ⇒  A1=43 u2\int_{-1}^{0}(2x-x^2)\,dx=\left[x^2-\frac{x^3}{3}\right]_{-1}^{0}=0-\left(1+\frac13\right)=-\frac43 \;\Rightarrow\; A_1=\frac43\ \text{u}^2∫02(2x−x2) dx=[x2−x33]02=(4−83)−0=43  ⇒  A2=43 u2\int_{0}^{2}(2x-x^2)\,dx=\left[x^2-\frac{x^3}{3}\right]_{0}^{2}=\left(4-\frac83\right)-0=\frac43 \;\Rightarrow\; A_2=\frac43\ \text{u}^2∫25(x2−2x) dx=[x33−x2]25=(1253−25)−(83−4)=503−(−43)=543=18  ⇒  A3=18 u2\int_{2}^{5}(x^2-2x)\,dx=\left[\frac{x^3}{3}-x^2\right]_{2}^{5}=\left(\frac{125}{3}-25\right)-\left(\frac83-4\right)=\frac{50}{3}-\left(-\frac43\right)=\frac{54}{3}=18 \;\Rightarrow\; A_3=18\ \text{u}^2

Sumando:

A=A1+A2+A3=43+43+18=623≈20,67 u2.A=A_1+A_2+A_3=\frac43+\frac43+18=\frac{62}{3}\approx 20{,}67\ \text{u}^2 .
Respuesta
A=43+43+18=623≈20,67 u2A=\dfrac43+\dfrac43+18=\dfrac{62}{3}\approx 20{,}67\ \text{u}^2.

Compruébalo:Área entre 2x − x² y el eje OX en [−1, 2]Área entre x² − 2x y el eje OX en [2, 5]

Criterios de corrección oficiales

Los criterios oficiales solo publican la puntuación de cada apartado y los resultados finales. Reparto: 4.2.1, 1 punto; 4.2.2, 1,5 puntos.

Verificado con cálculo simbólico y arbitraje independiente

Practica con las herramientas

Más ejercicios por tema

ProbabilidadMatricesDeterminantesSistemas de ecuacionesGeometría en el espacioOptimizaciónDerivadas y aplicacionesIntegralesEstudio de funciones

Cómo hacemos y comprobamos las soluciones ·¿Has visto un error?

Descargar el examen resuelto (PDF)

Se abre una página lista para imprimir; elige «Guardar como PDF».