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Unidades de AP Calculus

AP Calculus unidad 5: repaso del análisis de funciones (AB y BC)

Repaso de la unidad 5 de AP Calculus AB y BC: Teorema del Valor Medio, extremos, crecimiento y decrecimiento, concavidad, representación gráfica y optimización.

Unidades de AP Calculus Actualizado 4 min de lectura

De un vistazo

Peso en el examen AB
15–20%
Peso en el examen BC
10–15%
Ideas clave
Teorema del Valor Medio, extremos, criterios de la primera y la segunda derivada, optimización
Solo BC
Nada, AB y BC cubren los mismos temas en la unidad 5
Va antes de
La unidad 6, integración y acumulación del cambio
En esta página
  1. Qué cubre la unidad 5
  2. Las ideas clave
  3. Preguntas de ejemplo
  4. Cómo estudiar la unidad 5

La unidad 5 de AP Calculus, aplicaciones analíticas de la derivada (Analytical Applications of Differentiation), te enseña a leer una función a través de sus derivadas. La primera derivada indica dónde sube y baja una función. La segunda derivada indica cómo se curva. Juntas encuentran máximos y mínimos, que es de lo que trata la optimización. Es una de las unidades con más peso en el examen AB.

AP Calculus AB AP Calculus BC
Peso en el examen 15–20% 10–15%
Temas adicionales ninguno ninguno

Qué cubre la unidad 5

College Board divide la unidad en estos temas. Cada fila enlaza a una lección donde puedes practicarlo con números nuevos cada vez.

Tema Qué aprendes Práctica
Teorema del Valor Medio La tasa media es igual a la tasa instantánea en algún punto Aproximación lineal y TVM
Teorema del Valor Extremo y puntos críticos Cuándo deben existir extremos y dónde buscarlos Puntos críticos
Crecimiento y decrecimiento Usar el signo de f' Crecimiento y decrecimiento
Criterio de la primera derivada Extremos relativos a partir de los cambios de signo de f' Crecimiento y decrecimiento
Criterio de los candidatos Extremos absolutos en un intervalo cerrado Extremos absolutos
Concavidad Usar el signo de f'', y puntos de inflexión Segunda derivada
Criterio de la segunda derivada Clasificar un punto crítico con f'' Segunda derivada
Representar f, f' y f'' Pasar de una gráfica a otra entre las tres Práctica de aplicaciones
Optimización Construir y maximizar una función a partir de un enunciado Optimización
Relaciones implícitas Tangentes horizontales y verticales en curvas como las circunferencias Derivación implícita

Las ideas clave

El Teorema del Valor Medio garantiza una pendiente igual. Si f es continua en [a, b] y derivable en (a, b), al menos un punto tiene una recta tangente paralela a la recta secante. Lee las páginas del Teorema del Valor Medio y del Teorema del Valor Extremo para ver las condiciones exactas.

f' controla la dirección, f'' controla la forma. f' > 0 significa creciente y f' < 0 significa decreciente. f'' > 0 significa cóncava hacia arriba y f'' < 0 significa cóncava hacia abajo. Un punto de inflexión es donde f'' cambia de signo.

f(x) = x³ − 3x² − 9x + 2
Los puntos críticos son x = -1 (máximo relativo) y x = 3 (mínimo relativo). La concavidad cambia en x = 1.

La optimización es buscar extremos con un enunciado. Escribe la magnitud que hay que maximizar o minimizar como función de una sola variable, halla sus puntos críticos y justifica que tu respuesta es un máximo o un mínimo, con el criterio de la primera derivada, el de la segunda derivada o el de los candidatos.

Preguntas de ejemplo

1. Teorema del Valor Medio. Para f(x) = x^2 en [1, 3], la tasa de cambio media es \frac{9 - 1}{3 - 1} = 4. Igualar f'(c) = 2c = 4 da c = 2, que está dentro del intervalo.

2. Extremos relativos. Para f(x) = x^3 - 3x^2 - 9x + 2:

f'(x) = 3x^2 - 6x - 9 = 3(x + 1)(x - 3)

f' pasa de positiva a negativa en x = -1, así que f(-1) = 7 es un máximo relativo. Pasa de negativa a positiva en x = 3, así que f(3) = -25 es un mínimo relativo. Como f''(x) = 6x - 6 cambia de signo en x = 1, hay un punto de inflexión en (1, -9).

3. Criterio de los candidatos. En [-2, 4], comprueba los extremos del intervalo y los puntos críticos: f(-2) = 0, f(-1) = 7, f(3) = -25 y f(4) = -18. El máximo absoluto es 7 en x = -1 y el mínimo absoluto es -25 en x = 3.

4. Optimización. Un granjero tiene 100 m de valla para cercar un rectángulo junto a un río, vallando solo tres lados. Con anchura x, el área es A(x) = x(100 - 2x). Entonces A'(x) = 100 - 4x = 0 en x = 25, y A''(x) = -4 < 0, así que es un máximo. La mejor área es 25 \times 50 = 1250 m².

Cómo estudiar la unidad 5

  • Practica con la gráfica de f'. Muchas preguntas de respuesta libre solo dan f'. Lee el crecimiento donde f' está por encima del eje, y la concavidad hacia arriba donde f' sube.
  • Justifica con cambios de signo. Escribe "porque f' pasa de negativa a positiva en x = 3". Los correctores quieren el motivo, no solo la respuesta.
  • No te saltes nunca los extremos del intervalo. En un intervalo cerrado, el máximo absoluto suele estar en un extremo.
  • Comprueba primero las condiciones del TVM. Enuncia la continuidad y la derivabilidad antes de concluir nada.
  • Resuelve colecciones de ejercicios. Prueba los ejercicios de optimización, los ejercicios de representación de funciones y los ejercicios del Teorema del Valor Medio, todos con soluciones completas. La guía de representación de funciones con derivadas reúne toda la unidad.

Para ver el mapa completo del curso, consulta la guía de AP Calculus AB o la guía de AP Calculus BC.

AP y Advanced Placement son marcas registradas de College Board, que no está afiliado a PracticeCalculus ni respalda esta guía. Los nombres y pesos de las unidades provienen del marco del curso de College Board; consúltalo por si hay cambios.

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Puntos críticos

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Preguntas frecuentes

¿De qué trata la unidad 5 de AP Calculus?

La unidad 5 usa la primera y la segunda derivada para analizar una función. Aplicas el Teorema del Valor Medio y el Teorema del Valor Extremo, hallas dónde una función crece, decrece y cambia de concavidad, localizas extremos relativos y absolutos, representas gráficas y resuelves problemas de optimización.

¿Cuánto pesa la unidad 5 en el examen AP?

La unidad 5 supone entre el 15 y el 20 por ciento de la nota de opción múltiple en AP Calculus AB y entre el 10 y el 15 por ciento en AP Calculus BC. Casi todos los exámenes tienen además una pregunta de respuesta libre que da la gráfica de f' y pide analizar f.

¿Qué es el criterio de los candidatos?

El criterio de los candidatos (candidates test), también llamado método del intervalo cerrado, halla los extremos absolutos en [a, b]. Enumera los puntos críticos dentro del intervalo y los dos extremos, evalúa f en cada uno y elige el mayor y el menor valor.

¿Cómo justifico un máximo relativo en el examen AP?

Di qué hace f' y dónde. Por ejemplo: "f tiene un máximo relativo en x = -1 porque f' pasa de positiva a negativa ahí". Decir solo "f'(-1) = 0" no da el punto.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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