Selectividad · Matemáticas II · Comunitat Valenciana

Examen PAU Matemáticas II Comunitat Valenciana · Junio 2024

8 problemas resueltos paso a paso · Por Álvaro López

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Copia del documento oficial de la Generalitat Valenciana (Prova d'Accés a la Universitat), con la marca de la academia. Documento original: web de la Generalitat Valenciana.

Examen de Matemáticas II · Junio 2024

Problema 1 · Álgebra10 puntos

Problema 1 MedioSistemas de ecuaciones / Determinantes y rango

Discusión de un sistema 3x3 con parámetro y solución del caso indeterminado

Problema 1. Se considera el siguiente sistema de ecuaciones lineales que depende de un parámetro real :

Se pide:

a) (6 puntos) Discutir el sistema en función de los valores del parámetro .

b) (4 puntos) Para los valores de para los que el sistema es compatible indeterminado, encontrar la solución.

Ver resultado

Resultado: a) SCD si ; SCI si ; SI si ; b)

Ver proceso y resultado

La matriz de coeficientes y la ampliada son

a)

  1. Determinante de (regla de Sarrus):

  1. o .
  2. Si y : , luego = número de incógnitas: sistema compatible determinado (SCD).
  3. Si : el sistema es La segunda y la tercera ecuaciones coinciden. El menor da , y al quedar solo dos ecuaciones distintas también . Como incógnitas: sistema compatible indeterminado (SCI).
  4. Si : el sistema es El menor (columnas 1 y 3), así que . En la ampliada, el menor de las columnas 1, 3 y términos independientes es luego : sistema incompatible (SI).

Resultado: si y , SCD; si , SCI; si , SI.

b) El único caso indeterminado es , con : basta con las dos primeras ecuaciones. Tomamos como parámetro:

  1. Sumando ambas ecuaciones: .
  2. De la primera: .
  3. Comprobación en la segunda: . Se cumple.

Resultado: , con

Resultado: a) SCD si ; SCI si ; SI si ; b)

Repasa la teoría: Discusión de sistemas con parámetros · Teorema de Rouché-Frobenius · Determinantes con parámetros

Problema 2 · Álgebra10 puntos

Problema 2 MedioMatrices / Determinantes y rango

Rango de una matriz con parámetro, ecuación matricial AX=B y potencia A^5

Problema 2. Se consideran las matrices

Se pide:

a) (3 puntos) Estudiar el rango de en función del parámetro real .

b) (4 puntos) Para , resolver la ecuación matricial .

c) (3 puntos) Para , calcular .

Ver resultado

Resultado: a) si y si ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a)

  1. Desarrollamos por la segunda fila, que solo tiene el elemento en la posición :

  1. o .
  2. Si y : , luego .
  3. Si : . La segunda fila es nula y las otras dos son independientes: .
  4. Si : . El menor da rango al menos 2, y como , (la tercera fila es la primera menos la segunda).

Resultado: si ; si o .

b) Para se tiene , así que es invertible y es una matriz . Es más rápido resolver el sistema para cada columna de . Con

llamamos a una columna de .

  1. Primera columna (): De la segunda, . Entonces y ; sumando, , , y .
  2. Segunda columna (): De la segunda, . Entonces y ; sumando, , , y .
  3. Por tanto
  4. Comprobación de la primera fila de : y . Coincide con la primera fila de .

Resultado:

c) Para , .

  1. Calculamos :
  2. Llamamos . Es idempotente: .
  3. Entonces y

Resultado:

Resultado: a) si y si ; b) ; c)

Repasa la teoría: Rango de una matriz · Determinantes con parámetros · Ecuaciones matriciales · Potencias de matrices

Problema 3 · Geometría10 puntos

Problema 3 MedioPosiciones relativas / Rectas y planos / Distancias, ángulos, áreas y volúmenes

Recta y plano con parámetro: paralelismo, plano paralelo y distancia punto-plano

Problema 3. Se considera la recta y el plano . Se pide:

a) (4 puntos) Determinar el valor del parámetro real para que y sean paralelos. Obtener además los valores de para los que el plano contiene a la recta .

b) (3 puntos) Para los valores del apartado anterior, hallar un plano paralelo a , que contenga a la recta .

c) (3 puntos) Calcular, en función de , la distancia entre y el punto .

Ver resultado

Resultado: a) paralelos para ; ningún hace que contenga a ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

La recta pasa por y tiene vector director . El plano tiene vector normal .

a)

  1. y son paralelos (o la recta está contenida en el plano) cuando :
  2. Para que el plano contenga a la recta, además de ser (es decir, ) el punto debe cumplir la ecuación del plano: .
  3. Las dos condiciones no se cumplen a la vez (una exige y la otra ). Para el punto no está en (), así que la recta es paralela al plano y no está contenida en él.

Resultado: y son paralelos para ; no existe ningún valor de para el que contenga a .

b) Con , , es decir, .

  1. Un plano paralelo a tiene la forma .
  2. Si contiene a , contiene a : .
  3. Como , la recta queda contenida en este plano.

Resultado:

c) Escribimos y aplicamos la fórmula de la distancia de un punto a un plano:

Resultado:

Resultado: a) paralelos para ; ningún hace que contenga a ; b) ; c)

Problema 4 · Geometría10 puntos

Problema 4 DifícilRectas y planos / Vectores / Distancias, ángulos, áreas y volúmenes

Cuadrilátero con dos vértices dados y otros dos sobre una recta: recta, plano y vértices

Problema 4. Un cuadrado tiene dos vértices consecutivos en los puntos y , y los otros dos sobre una recta que pasa por el punto .

a) (2 puntos) Calcular la ecuación de la recta .

b) (3 puntos) Calcular la ecuación del plano que contiene al cuadrado.

c) (5 puntos) Hallar las coordenadas de los otros dos vértices.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ,

Ver proceso y resultado

a) Los lados y el opuesto, que está sobre , son paralelos. Por tanto tiene como vector director

y pasa por :

Resultado:

b) El plano contiene a , a y a . Sus vectores directores son y .

  1. Un vector normal es
  2. El plano es y pasa por : .
  3. Comprobación con : . Y con : .

Resultado:

c) Los otros dos vértices, (vecino de ) y (vecino de ), están sobre , y los lados y son perpendiculares al lado . Un punto de es .

  1. Vértice , vecino de : imponemos , con : .
  2. Vértice , vecino de : imponemos , con : .
  3. Comprobación: , y , perpendicular a ().

Resultado: y

Resultado: a) ; b) ; c) ,

Problema 5 · Análisis10 puntos

Problema 5 MedioLímites, continuidad y asíntotas / Derivadas y optimización

Función kx·e^(-2x): dominio, asíntotas, monotonía, extremos y raíz en [-1,1]

Problema 5. Sea la función donde es un parámetro real. Se pide:

a) (3 puntos) Obtener el dominio y las asíntotas de .

b) (5 puntos) Estudiar los intervalos de crecimiento y decrecimiento de y sus máximos y mínimos.

c) (2 puntos) Justificar que la función siempre se anula en algún punto del intervalo .

Ver resultado

Resultado: a) , asíntota horizontal ; b) máximo en si , mínimo si ; c)

Ver proceso y resultado

Escribimos .

a)

  1. Dominio: para todo , así que el denominador nunca se anula: .
  2. Asíntotas verticales: no hay, porque es continua en todo .
  3. Cuando : es una indeterminación ; por L'Hôpital Hay asíntota horizontal en .
  4. Cuando (con ): y , luego si y si . No hay asíntota horizontal en . Tampoco oblicua: .
  5. Si , y la recta es la propia función.

Resultado: ; asíntota horizontal (en ); sin asíntotas verticales ni oblicuas.

b)

  1. Derivada: .
  2. Como , (si ). El signo de depende de y de .
  3. Si : para y para . Es creciente en , decreciente en y tiene un máximo en .
  4. Si : el signo se invierte. Es decreciente en , creciente en y tiene un mínimo en .
  5. Si : es constante, igual a , sin extremos.
  6. Valor en el punto: .

Resultado: : creciente en , decreciente en , máximo en ; : decreciente en , creciente en , mínimo en ; : constante.

c) es continua en (es producto de funciones continuas).

  1. Si , es idénticamente nula y se anula en todo el intervalo.
  2. Si : y tienen signos opuestos. Por el teorema de Bolzano existe con .
  3. De forma directa, , así que siempre es raíz.

Resultado: para cualquier (también se deduce por el teorema de Bolzano).

Resultado: a) , asíntota horizontal ; b) máximo en si , mínimo si ; c)

Problema 6 · Análisis10 puntos

Problema 6 MedioIntegrales y áreas

Área entre la parábola y una recta horizontal igual a un tercio del rectángulo

Problema 6. Sea el rectángulo definido por los puntos del plano , , y . Se consideran las gráficas de las funciones y , , contenidas dentro de . Obtener el valor de que cumple que el área comprendida entre dichas gráficas es igual a un tercio del área de .

Rectángulo de vértices (−1, 0), (1, 0), (1, 1) y (−1, 1) con la parábola y = x² y una recta horizontal y = a que la corta en (−√a, a) y (√a, a); sombreadas la región central entre la parábola y la recta y las dos regiones laterales

Ver resultado

Resultado:

Resultado:

Ver proceso y resultado

El área de es , así que se busca tal que el área comprendida entre y en sea .

  1. Las gráficas se cortan cuando , es decir, en . Como , ambos puntos están dentro de .
  2. Entre y la recta está por encima de la parábola (); entre y (y entre y ) ocurre al revés. Las dos funciones son simétricas respecto del eje OY, así que
  3. Primera integral:
  4. Segunda integral:
  5. Área total:
  6. Igualamos al área pedida:
  7. Comprobación: está en y .

Resultado:

Resultado:

Problema 7 · Probabilidad y estadística10 puntos

Problema 7 MedioProbabilidad condicionada y Bayes

Dos monedas, una trucada: tres caras, una cruz y probabilidad a posteriori

Problema 7. Una bolsa contiene dos monedas que llamamos y . La moneda es una moneda trucada que tiene impresa una cara en uno de sus lados y una cruz en el otro. La probabilidad de obtener cara con la moneda es de . La moneda tiene una cara impresa en ambos lados.

a) Escogemos una moneda al azar de la bolsa, la lanzamos, anotamos el resultado y la devolvemos a la bolsa. Repetimos esta acción tres veces.

a.1) (3 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de haber obtenido tres caras?

a.2) (3 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de haber obtenido exactamente una cruz?

b) (4 puntos) Se elige al azar una moneda de la bolsa y se lanza dos veces observándose dos caras. Calcular la probabilidad de que la moneda seleccionada sea la moneda . Responder a la misma pregunta para la moneda .

Ver resultado

Resultado:

Resultado:

Resultado: y

Resultado: a.1) ; a.2) ; b) ,

Ver proceso y resultado

Llamamos al suceso «sale cara».

a) En cada una de las tres extracciones se elige una moneda al azar (probabilidad cada una) y luego se lanza. Como la moneda se devuelve a la bolsa, las tres repeticiones son independientes y con la misma probabilidad. Por la fórmula de la probabilidad total:

Sea el número de caras en las tres repeticiones: .

a.1)

Resultado:

a.2) Exactamente una cruz equivale a dos caras y una cruz, con :

Resultado:

b) Aquí se elige una sola moneda y se lanza dos veces. Sea el suceso «salen dos caras».

  1. Verosimilitudes: y .
  2. Probabilidad total: .
  3. Teorema de Bayes:
  4. Comprobación: .

Resultado: y

Resultado: a.1) ; a.2) ; b) ,

Problema 8 · Probabilidad y estadística10 puntos

Problema 8 BásicoBinomial y normal

Binomial con 10 llamadas de ventas: más de 7, al menos 5 y entre 3 y 8 ventas

Problema 8. Un comercial de venta por teléfono sabe que en el 30% de sus llamadas no consigue una venta. Este comercial realiza 10 llamadas.

a) (3 puntos) Calcular la probabilidad de que consiga más de 7 ventas.

b) (3 puntos) Calcular la probabilidad de que consiga al menos 5 ventas.

c) (4 puntos) Calcular la probabilidad de que consiga un mínimo de 3 ventas y un máximo de 8 ventas.

Los resultados han de expresarse en forma de fracción o en forma decimal con cuatro decimales de aproximación.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

Sea el número de ventas en las 10 llamadas: cada llamada consigue venta con probabilidad , de forma independiente, luego .

La tabla de la binomial está hecha para , así que contamos los fracasos: es el número de llamadas sin venta, .

a) «Más de 7 ventas» es , es decir, :

(Con la tabla de : .)

Resultado:

b) «Al menos 5 ventas» es , es decir, :

Resultado:

c) «Entre 3 y 8 ventas» es , es decir, :

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c)

Sobre este examen

Examen de la convocatoria ordinaria de junio de 2024 de Matemáticas II (PAU de la Comunitat Valenciana). El examen tiene ocho problemas de 10 puntos y el alumno contesta solo cuatro; la nota es la suma de los cuatro dividida entre 4. Aquí tienes los ocho resueltos paso a paso para que practiques los que quieras. Se permite la calculadora siempre que no sea gráfica ni programable y no realice cálculo simbólico, y los resultados deben estar siempre justificados.

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