Resolución paso a paso
Matemáticas
Examen de Canarias (EBAU 2019–2020, extraordinaria): se eligen cuatro preguntas de los grupos A o B; aquí se resuelven todas. El PDF pierde algunos signos en las matrices del grupo A (pregunta 2) y restituyo la lectura que da un resultado coherente.
Grupo A
1. Integral y asíntotas
a)
$\displaystyle\int_0^{\pi/2}x\cos x\,dx$, por partes ($u=x$, $dv=\cos x\,dx$):
$$\Big[x\sin x\Big]_0^{\pi/2}-\int_0^{\pi/2}\sin x\,dx=\frac\pi2-\Big[-\cos x\Big]_0^{\pi/2}=\frac\pi2-1$$
b) Asíntotas de $f(x)=\dfrac{x^3+5x^2}{x^2-1}$.
- Verticales: $x^2-1=0\Rightarrow x=\pm1$, y el numerador ($6$ y $4$) no se anula: $x=1$ y $x=-1$.
- Horizontal: no hay (grado del numerador mayor que el del denominador).
- Oblicua: $\dfrac{x^3+5x^2}{x^2-1}=x+5+\dfrac{x+5}{x^2-1}$, y el último sumando tiende a 0: $y=x+5$.
2. Ecuación matricial $XA-C^t=XB$
Lectura: $A=\begin{pmatrix}1&2&1\\1&2&9\\10&-3&5\end{pmatrix}$, $B=\begin{pmatrix}2&2&0\\1&3&9\\10&-3&4\end{pmatrix}$, $C=\begin{pmatrix}-1&0\\-3&-1\\6&0\end{pmatrix}$.
a) Dimensión de $X$.
$A$ y $B$ son $3\times3$ y $C^t$ es $2\times3$. Para que $XA$ esté definido, $X$ debe tener 3 columnas, y para que $XA-C^t$ sea $2\times3$, debe tener 2 filas: $X$ es $2\times3$.
b)
$XA-XB=C^t\Rightarrow X(A-B)=C^t$ con
$$A-B=\begin{pmatrix}-1&0&1\\0&-1&0\\0&0&1\end{pmatrix},\qquad|A-B|=1,\qquad(A-B)^{-1}=A-B$$
(porque $(A-B)^2=I$). Entonces
$$X=C^t(A-B)^{-1}=\begin{pmatrix}-1&-3&6\\0&-1&0\end{pmatrix}\begin{pmatrix}-1&0&1\\0&-1&0\\0&0&1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}1&3&5\\0&1&0\end{pmatrix}$$
(Comprobación: $XA-C^t=XB=\begin{pmatrix}55&-4&47\\10&-3&9\end{pmatrix}$.)
3. Recta y plano
$r:\ (-2\lambda,\ 2+\lambda,\ 2+\lambda)$ con $\vec d=(-2,1,1)$ y $\pi:\ x-3y+5z=2$ con $\vec n=(1,-3,5)$.
a)
$\vec d\cdot\vec n=-2-3+5=0$: la recta es paralela al plano. El punto $(0,2,2)$ de $r$ no está en $\pi$ ($0-6+10=4\neq2$): $r$ es paralela a $\pi$ y no está contenida en él.
b) Plano $\pi'$ que contiene a $r$ y es perpendicular a $\pi$.
Contiene las direcciones $\vec d$ y $\vec n$:
$$\vec d\times\vec n=(8,11,5)\ \Rightarrow\ 8x+11(y-2)+5(z-2)=0\ \Rightarrow\ \boxed{8x+11y+5z-32=0}$$
(Comprobación con el punto $(-2,3,3)\in r$: $-16+33+15-32=0$.)
4. Bombillas fluorescentes
$p=0{,}9$ (vida útil $\geq800$ h) y $n=20$.
a)
$P(X=18)=\dbinom{20}{18}0{,}9^{18}\,0{,}1^2=190\cdot0{,}1501\cdot0{,}01\approx0{,}285$, es decir, el $28{,}5\,\%<30\,\%$: la afirmación es falsa.
b)
Sea $Y$ el número de bombillas que no duran 800 h, $Y\sim\text{Bin}(20;0{,}1)$:
$$P(Y\leq2)=0{,}9^{20}+20\cdot0{,}1\cdot0{,}9^{19}+190\cdot0{,}1^2\cdot0{,}9^{18}\approx0{,}1216+0{,}2702+0{,}2852=0{,}677<0{,}7$$
La afirmación es cierta.
c)
El valor esperado de bombillas con vida útil $\geq800$ h en una muestra de 100 es $100\cdot0{,}9=90$, no 10: falsa (10 sería el número esperado de bombillas que no llegan a 800 h).
Grupo B
1. Tangente a $f(x)=\dfrac{bx-1}{bx+1}$ en $x=0$
$f(0)=-1$ y $f'(x)=\dfrac{b(bx+1)-b(bx-1)}{(bx+1)^2}=\dfrac{2b}{(bx+1)^2}$, luego $f'(0)=2b$. La recta $y=6x+a$ es tangente en $x=0$ si su pendiente es $f'(0)$ y pasa por $(0,f(0))$:
$$2b=6\Rightarrow b=3,\qquad a=f(0)=-1$$
$$\boxed{a=-1,\ b=3}\qquad f(x)=\frac{3x-1}{3x+1},\quad\text{tangente: }y=6x-1$$
2. Sistema con parámetro $k$
$$\begin{cases}kx+2y+6z=0\\2x+ky+4z=2\\2x+ky+6z=k-2\end{cases}$$
a) Discusión.
$$|A|=\begin{vmatrix}k&2&6\\2&k&4\\2&k&6\end{vmatrix}=2k^2-8=2(k-2)(k+2)$$
- $k\neq\pm2$: compatible determinado.
- $k=2$: $F_1=F_3$ (también el término independiente: $0=k-2=0$) y $F_1,F_2$ son independientes: rango$(A)$ = rango$(A^*)=2<3$: compatible indeterminado.
- $k=-2$: sumando $F_1$ a $F_2$ y a $F_3$ se obtiene $10z=2$ y $12z=-4$: contradictorias: incompatible.
b) Resolución para $k=0$:
$2y+6z=0$, $2x+4z=2$, $2x+6z=-2$. Restando las dos últimas: $2z=-4\Rightarrow z=-2$; entonces $y=-3z=6$ y $x=\dfrac{2-4z}{2}=5$:
$$(x,y,z)=(5,\,6,\,-2)$$
3. Plano y ángulo entre rectas
$A(1,2,1)$ y $r:\ \begin{cases}x+y=5\\3y+z=14\end{cases}$. Dirección de $r$: $(1,1,0)\times(0,3,1)=(1,-1,3)$.
a) Plano por $A$ perpendicular a $r$:
normal $(1,-1,3)$:
$$(x-1)-(y-2)+3(z-1)=0\ \Rightarrow\ \boxed{x-y+3z-2=0}$$
b) Ángulo entre $r$ y $s=AP$.
$P(1,4,2)\in r$ ($1+4=5$ y $12+2=14$). $\overrightarrow{AP}=(0,2,1)$:
$$\cos\theta=\frac{|(1,-1,3)\cdot(0,2,1)|}{\sqrt{11}\,\sqrt5}=\frac{1}{\sqrt{55}}\ \Rightarrow\ \boxed{\theta\approx82{,}25^\circ}$$
4. El despertador
Suena el $80\,\%$ de las veces; si suena, llego tarde el $20\,\%$; si no suena, el $90\,\%$.
a) Árbol.
| Suena | Probabilidad | Llego tarde | Probabilidad conjunta |
|---|---|---|---|
| Sí | $0{,}8$ | Sí ($0{,}2$) | $0{,}16$ |
| Sí | $0{,}8$ | No ($0{,}8$) | $0{,}64$ |
| No | $0{,}2$ | Sí ($0{,}9$) | $0{,}18$ |
| No | $0{,}2$ | No ($0{,}1$) | $0{,}02$ |
b)
«Llego tarde y ha sonado»: $0{,}8\cdot0{,}2=0{,}16=16\,\%$, que no es mayor que el $20\,\%$: la afirmación es falsa.
c)
$P(\text{no llegar tarde})=0{,}64+0{,}02=0{,}66>0{,}5$: la afirmación («menor que 0,5») es falsa.
d)
$P(\text{llego tarde})=0{,}16+0{,}18=0{,}34$:
$$P(\text{suena}\mid\text{tarde})=\frac{0{,}16}{0{,}34}=\frac8{17}\approx0{,}471$$