Aproximación lineal
La aproximación lineal usa la recta tangente para estimar valores de la función cerca del punto donde se calculó. Cerca del punto de tangencia la recta y la curva casi coinciden, así que la recta sirve como reemplazo.
La fórmula es la de la recta tangente: el valor de la función en el punto más la derivada por la distancia recorrida. Se elige un punto donde la función sea fácil de calcular y que esté cerca del valor que se quiere estimar.
Sirve para aproximar cosas que a mano serían complicadas, como una raíz de un número que no es cuadrado perfecto. Se toma el cuadrado perfecto más cercano como punto de apoyo y se estima desde ahí.
La aproximación es buena solo cerca del punto. Cuanto más lejos, más se despega la recta de la curva, y el error crece rápido.
Este es el primer caso de un tema más general: la recta tangente es el polinomio de Taylor de orden uno, y agregando más términos se obtienen aproximaciones mejores.
Cuando el ejercicio pide estimar un valor sin calculadora, o hablar de propagación de errores. Elegí un punto cercano donde la función sea exacta y aplicá la fórmula de la tangente.
Estimar usando aproximación lineal.
Elegimos un punto cercano donde la raíz sea exacta. , porque .
Calculamos la derivada y la evaluamos. , así que .
Calculamos la distancia al punto.
Aplicamos la fórmula.
Comparamos con el valor real. La estimación da y el valor real es .
Respuesta:
El lado de un cuadrado mide cm con un error posible de cm. Estimar el error en el área usando el diferencial.
Escribimos la función. El área es .
Derivamos.
Aplicamos la fórmula del diferencial.
Calculamos.
Interpretamos. Un error de un uno por ciento en el lado produce un error de aproximadamente dos por ciento en el área.
Respuesta: el error en el área es de unos
Elegir un punto lejano al valor que se quiere estimar. Para calcular conviene y no : cuanto más lejos, más se separan la recta y la curva.
Otros subtemas de Derivadas
- 1. Tasa de variación media
- 2. La derivada en un punto
- 3. De la secante a la tangente
- 4. Recta tangente y recta normal
- 5. Dónde una función no tiene derivada
- 6. La regla de la potencia
- 7. Suma, resta y constante por función
- 8. Exponenciales y logaritmos
- 9. Derivadas trigonométricas
- 10. La regla del producto
- 11. La regla del cociente
- 12. La regla de la cadena
- 13. Combinar reglas
- 14. Trigonométricas inversas
- 15. Derivación logarítmica
- 16. Derivación implícita
- 17. Derivadas sucesivas
- 19. Derivada de la función inversa
- 20. El diferencial
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