PLANTEAMIENTO

 

Se ilustra la variante geométrica que existe entre el concepto de incremento y de diferencial.

 

 

INCREMENTO

 

Cuando la variable independiente x pasa de un valor inicial  a un valor final , a la diferencia , representada por , se le llama incremento de la variable x, esto es:

 

 

De la misma manera, cuando la función  pasa de un valor inicial  a un valor final , a la diferencia , representada por , se le llama incremento de la función, denotado por . Esto es:

 

 

Gráficamente esto es:

 

 

Ejemplo.

 

Obtener   y  de la función  cuando x pasa de 1 a 1.4.

 

Solución:

 

 

 

 

 

 

DIFERENCIAL

 

Sea una función

 

La diferencial de la variable independiente se define como:  

 

La diferencial de la variable dependiente se define como:  

 

La diferencial de la variable x es por definición igual al incremento que experimenta. Pero la diferencial de la variable y no es igual su incremento:

 

 

 

La diferencial de y es el resultado de multiplicar la derivada de la función por la diferencial de x.

 

 

VARIACIÓN ENTRE EL INCREMENTO Y LA DIFERENCIAL

 

Dado un punto P de abscisa x en la función , si se le da un incremento , se tendrá otro punto Q de abscisa  Ahora, trazando la tangente a la curva en el punto  y desde  se levanta una paralela al eje de ordenadas hasta cortar a la curva y a la tangente, se aprecia claramente como la diferencial  y el incremento  no son iguales.

 

 

 es lo que se incrementa la recta tangente y  es lo que se incrementa la función cuando se aumenta x en .

 

El porcentaje de error en que se incurre por utilizar el incremento en lugar de la diferencial está dado por:

 

 

Un error de menos de 3 % es aceptado como una buena aproximación.

 

Este porcentaje depende plenamente del valor de , ya que cuanto menor sea, mejor será la aproximación.

 

Ejemplo.

 

Obtener ,  y el   de la función  cuando x pasa de:

 

a) 2 a 2.3

 

Solución:

 

 

 

 

 

 

 

error alto, por lo que no es aceptable como aproximación.

 

b) 2 a 2.001

 

Solución:

 

 

 

 

 

 

 

error muy bajo, por lo que es aceptable como muy buena aproximación.

 

 

CONCLUSIÓN

 

La recta tangente es la mejor aproximación lineal a la función en el entorno del punto de tangencia. Si   tiende a cero se puede sustituir  por  y el error en que se incurre es mínimo.

 

 

PROPUESTA DE TRABAJO

 

1.     Observar que la recta roja representa a la tangente de la función en café en el punto .

2.     Verificar que se genera un triángulo cuyo cateto adyacente es  y el cateto opuesto es .

3.     Mover el punto  y comprobar que la diferencial de x es igual a su incremento: . Esto se muestra en color morado.

4.     Observar que  es la diferencia de ordenadas entre los puntos  y . Esto se muestra en color rosa.

5.     Observar que  es la diferencia de ordenadas entre los puntos  y . Esto se muestra en color azul.

6.     Mover lentamente el punto  a la derecha y comprobar que la diferencial de x y su incremento se comportan de manera diferente. Su discrepancia aumenta.

7.     Mover lentamente el punto  a la izquierda hasta acercarlo al punto x1 y observar que la discrepancia entre la diferencial de y y su incremento cada vez es menor. Es decir que cuando  tiende a cero.

8.     Pulsar el icono que se sitúa arriba a la derecha para regresar a la construcción inicial.