matemáticas aplicadas a las ciencias sociales ii islas baleares
curso 2023-2024
Curso 2023-2024 - Convocatoria Ordinaria
Instrucciones: Conteste de manera clara y razonada cuatro cuestiones cualesquiera, escogidas de entre las ocho propuestas. Justifique las respuestas usando lenguaje matemático y/o no matemático, según corresponda. Dispone de 90 minutos. Cada cuestión se puntúa sobre 10 puntos. La calificación final se obtiene de dividir el total de puntos obtenidos entre 4. Se permite utilizar calculadora científica básica. No se permite el uso de calculadoras gráficas ni programables, ni de dispositivos que puedan transmitir o almacenar información.
P1. Una empresa está considerando la fabricación de tres tipos de armarios diferentes, A, B y C. Dispone de metal y madera.
\[ \begin{aligned} &\text{• Para fabricar cada unidad del modelo A, se requieren 5 kg de metal y 5 horas de trabajo de un operario.} \\ &\text{• Por unidad del modelo B, 10 kg de metal, 10 kg de madera y 10 horas de trabajo.} \\ &\text{• Por unidad del modelo C, 15 kg de metal y 5 horas de trabajo.} \end{aligned} \]
a) Si queremos producir 10 unidades de cada tipo, ¿cuántos kg de cada material necesitamos? (2 puntos)
b) Si disponemos de 1550 kg de metal, 600 kg de madera y 1050 horas de trabajo de operarios, ¿cuántas unidades de cada tipo tenemos que fabricar para utilizar completamente todos los recursos? (4 puntos)
c) Supón ahora que disponemos de 1550 kg de metal, toda la madera que necesitemos (sin límite) y 1050 horas de trabajo, pero por limitaciones del almacén solo podemos producir 125 unidades en total. En este caso, ¿podemos utilizar completamente el metal, las horas y el almacén? (4 puntos)
P2. Un cliente nos pide ayuda para invertir un máximo de 10 000 € en dos productos de inversión diferentes: acciones y bonos. El cliente quiere invertir al menos la misma cantidad en acciones que en bonos. Además, el cliente quiere invertir entre 2 000 € y 8 000 € en bonos; y entre 4 000 € y 6 000 € en acciones. El interés previsto para las acciones es de un 6% anual, y para los bonos es de un 2% anual.
a) Plantea la maximización del interés previsto por las inversiones como un problema de programación lineal. (3 puntos)
b) Dibuja la región factible, indicando las rectas y vértices que la delimitan. (5 puntos)
c) ¿Cuál tendría que ser la inversión de cada tipo de producto para maximizar el interés anual previsto? ¿Cuánto dinero se generaría con esta inversión? (2 puntos)
P3. Considera la función \( f(x) = \sqrt{x} \).
a) Haz un gráfico esquemático de la función \( f(x) \), indicando el dominio, el comportamiento en los extremos del dominio, los intervalos de crecimiento y decrecimiento, y los máximos y mínimos locales. Indicación: para el apartado b), el eje horizontal debería de llegar hasta \( x = 30 \). (7 puntos)
b) Traza, sobre la gráfica, la recta tangente a \( f(x) \) en el punto \( x = 25 \) e indica su pendiente. (3 puntos)
P4. Considera dos funciones, \( f(x) \) y \( g(x) \), que están representadas en la gráfica siguiente:
\[ \begin{array}{c} f(x) \\ g(x) \end{array} \]
a) Sabemos que una de las funciones es \( x(x-1)(x+1) \) y que la otra es \( (x-1/\sqrt{3})(x+1/\sqrt{3}) \), pero no sabemos cuál es cuál. Deduce, en base a la gráfica, cuál es \( f(x) \) y cuál es \( g(x) \). Justifica la respuesta. (3 puntos)
b) Sabemos que una de ellas es la derivada de la otra. Di cuál es cuál: ¿es \( f(x) = g'(x) \)? ¿o bien es \( g(x) = f'(x) \)? (3 puntos)
c) Calcula el área entre la función \( g(x) \) y el eje de abscisas, que se encuentra comprendida entre los puntos en que \( g(x) = 0 \). (4 puntos)
P5. Según un modelo, la población de una ciudad determinada, \( p \) (en millones de habitantes), depende del tiempo que ha pasado, \( t \) (en años), desde el inicio del año 2000, según la relación
\[ p(t) = \frac{4}{1 + 3 \cdot e^{-0.2t}}, \quad \text{para } t \geq 0. \]
Te proporcionamos la siguiente información, que puedes utilizar si así lo consideras:
\[ p'(t) = \frac{2.4 \cdot e^{-0.2t}}{(1 + 3 \cdot e^{-0.2t})^{2}}, \quad \int p(t) \, dt = 20 \cdot \ln \left(e^{0.2t} + 3\right) + C, \quad \text{para cualquier constante } C \in \mathbb{R}. \]
a) ¿Qué población teníamos al inicio del año 2000 (es decir, para \( t = 0 \))? ¿Qué año tuvimos exactamente 2 millones de habitantes? (3 puntos)
b) ¿En qué intervalos la población aumenta? ¿En cuáles disminuye? (3 puntos)
c) ¿A qué tiende la población de la ciudad a largo plazo? ¿A qué tiende el ritmo de crecimiento de la población a largo plazo? (4 puntos)
P6. En una población,
\[ \begin{aligned} &\text{• El 50% de habitantes con mayor poder adquisitivo tienen una probabilidad de vivir de alquiler de un 10%, y} \\ &\text{• El 50% de habitantes con menor poder adquisitivo tienen una probabilidad de vivir de alquiler de un 40%.} \end{aligned} \]
a) ¿Cuál es la probabilidad de que, escogiendo un habitante al azar, este viva de alquiler? (4 puntos)
b) ¿Cuál es la probabilidad de que, escogiendo de manera independiente tres habitantes al azar, los tres vivan de alquiler? (3 puntos)
c) ¿Cuál es la probabilidad de que, escogiendo de manera independiente tres habitantes al azar, al menos uno de los tres viva de alquiler? (3 puntos)
P7. La probabilidad de que llueva un día cualquiera es siempre la misma. Ahora bien, si un día cualquiera ha llovido, la probabilidad de que llueva al día siguiente es del 40%; y si un día cualquiera no ha llovido, la probabilidad de que llueva al día siguiente es del 5%. Considera los sucesos siguientes:
\[ \begin{aligned} &\text{A: Hoy ha llovido.} \\ &\text{B: Mañana lloverá.} \end{aligned} \]
a) Calcula \( P(A) \) y \( P(B) \). (5 puntos)
b) ¿Qué es más probable: que llueva mañana si sabemos que ha llovido hoy; o bien que llueva hoy si sabemos que mañana seguro que lloverá? (5 puntos)
P8. Según el Instituto Nacional de Estadística (INE), la esperanza de vida de una persona nacida en el 2020 es de 79.6 años para los hombres y de 83.6 años para las mujeres. Supongamos también que el número de años que vivirá una persona nacida en el 2020 tiene una desviación típica de \( \sigma = 10 \) años tanto para los hombres como para las mujeres.
a) ¿Cuál es la probabilidad de que un hombre nacido en el 2020 viva más de 60 años? ¿Y de que viva entre 60 y 70 años? (6 puntos)
b) ¿Qué es más probable: que un hombre nacido en el 2020 viva más de 89.6 años; o que una mujer nacida en el 2020 viva más de 93.6 años? (4 puntos)
Curso 2023-2024 - Convocatoria Extraordinaria
Instrucciones: Conteste de manera clara y razonada cuatro cuestiones cualesquiera, escogidas de entre las ocho propuestas. Justifique las respuestas usando lenguaje matemático y/o no matemático, según corresponda. Dispone de 90 minutos. Cada cuestión se puntúa sobre 10 puntos. La calificación final se obtiene de dividir el total de puntos obtenidos entre 4. Se permite utilizar calculadora científica básica. No se permite el uso de calculadoras gráficas ni programables, ni de dispositivos que puedan transmitir o almacenar información.
P1. Tienes un pequeño negocio de pantalones y camisas. El precio de cada pantalón es de 60 €, y el precio de cada camisa es de 40 €.
a) Esta semana se han vendido un total de 100 unidades entre pantalones y camisas, y hemos tenido unos ingresos totales de 5400 €. ¿Cuántos pantalones y cuántas camisas hemos vendido? (5 puntos)
b) Hace tres semanas se vendieron un total de 110 unidades entre pantalones y camisas, y un empleado que revisó la caja dijo que los ingresos totales eran de 4200 €... pero tú no te crees al empleado. ¿Cuántos pantalones y cuántas camisas se tendrían que haber vendido según lo que dice el empleado? Interpreta el resultado obtenido. (5 puntos)
P2. Considera las matrices siguientes:
\[ I = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}, \quad A = \begin{pmatrix} 2 & 3 \\ 5 & 8 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} x & -3 \\ -5 & 2 \end{pmatrix}, \quad C = \begin{pmatrix} y & z \\ 7 & -1 \end{pmatrix} \]
a) Sabemos que existe un valor \( x \) tal que \( B \) es la inversa de \( A \). ¿Cuál es este valor \( x \)? (3 puntos)
b) Para el valor \( x \) del apartado anterior, calcula \((A + I)(B - I) + (A - I)(B + I)\). (4 puntos)
c) ¿Existen algunos valores para \( y \), \( z \) de manera que \( C \) sea la inversa de \( A \)? (3 puntos)
P3. Una empresa produce dos tipos de productos: aspiradoras y baterías eléctricas.
\[ \begin{aligned} &\text{• Para producir una aspiradora, necesitamos 5 h de un operario y 4 kg de materias primas.} \\ &\text{• Para producir una batería, necesitamos 1 h de un operario y 1 kg de materias primas.} \end{aligned} \]
Cada aspiradora se vende por 100 € y cada batería por 22 €. Disponemos de un máximo de 110 horas de operarios y de 100 kg de materias primas. Supondremos que venderemos toda la producción.
a) ¿Cuántas unidades de cada tipo tenemos que producir para maximizar los ingresos? (8 puntos)
b) Si el precio de venta de las aspiradoras va disminuyendo, habrá un momento en que será más rentable fabricar solo baterías. Calcula cuál es el precio de venta que tienen que tener las aspiradoras, de manera que el máximo beneficio total se obtiene cuando solo producimos baterías. (2 puntos)
P4. Considera la función \( f(x) = e^x - e^{-x} \), para \( x \geq 0 \).
a) Calcula el valor de la función en los extremos del dominio. (3 puntos)
b) Calcula \( f'(x) \) y \( f''(x) \). (4 puntos)
c) Calcula \(\int_0^1 f(x) \, dx\). (3 puntos)
P5. Según un estudio de mercado, la cantidad de gente que asistirá a un espectáculo, \( g \) (en número de personas), en función del precio de la entrada, \( p \) (en €), será la siguiente:
\[ g(p) = \begin{cases} 500, & \text{para } p = 0, \\ 300 - 3p, & \text{para } 0 < p < 100, \\ 0, & \text{para } p = 100. \end{cases} \]
a) ¿Cuál es el dominio de \( g(p) \)? ¿Es esta función continua? (3 puntos)
b) Según el estudio de mercado, si asisten un total de 240 personas, ¿cuál habrá sido el precio de la entrada? (2 puntos)
c) Los ingresos son el producto del precio por la cantidad de gente que asistirá. Según el estudio, ¿qué precio maximiza los ingresos? (5 puntos)
P6. Un estudio de mercado indica que unos clientes determinados tienen un 7% de probabilidades de comprar un producto \( A \), y un 10% de probabilidades de comprar un producto \( B \).
a) Si la probabilidad de “comprar \( A \) y no comprar \( B \)” es de un 6%, ¿son los sucesos “comprar \( A \)” y “comprar \( B \)” independientes? (5 puntos)
b) Si los sucesos “comprar \( A \)” y “comprar \( B \)” fuesen independientes, ¿qué sería mayor: la probabilidad de “no comprar \( A \)”; o la probabilidad de “no comprar \( A \), sabiendo que se ha comprado \( B \)”? (5 puntos)
P7. Según los datos del Instituto Nacional de Estadística (INE) a 1 de enero de 2023, en las Islas Baleares había 1210000 habitantes en total. Además, el número de hogares, en función del número de habitantes que convivían en el mismo, eran los siguientes:
\[ \begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline \text{Número de convivientes} & 1 & 2 & 3 & 4 \text{ o más} \\ \hline \text{Número de hogares} & 118000 & 124000 & 93000 & 119000 \\ \hline \end{array} \]
a) ¿Cuál es el número medio de convivientes por hogar? (2 puntos)
b) ¿Cuántos habitantes pertenecen a un hogar en el que hay 4 o más convivientes? ¿Cuál es el número medio de convivientes en los hogares en los que hay 4 o más convivientes? (2 puntos)
c) Escogiendo un habitante al azar, ¿cuál es la probabilidad de que viva en un hogar unipersonal? Justifica tu respuesta. (3 puntos)
d) Escogiendo, de manera independiente, dos habitantes al azar, ¿cuál es la probabilidad de que alguno de ellos viva en un hogar unipersonal? Justifica tu respuesta. (3 puntos)
P8. Una empresa que fabrica componentes electrónicos realiza un estudio sobre la vida útil de sus productos. Con una muestra aleatoria de 50 componentes electrónicos, el tiempo medio de vida útil es de 507 horas. Supongamos que el tiempo de vida útil sigue una distribución normal y que su desviación típica es conocida e igual a 150 horas.
a) Calcula un intervalo de confianza para la media poblacional de la vida útil de los componentes con un nivel de confianza del 75%. (5 puntos)
b) Suponiendo ahora que la media poblacional es de \( \mu = 500 \) horas, ¿cuántas horas de vida útil tienen el 10% de los productos que menos vida útil tienen? (5 puntos)