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Ejercicios de Cálculo
← 5.4 Tasas relacionadas y aproximación

Razón de cambio relacionada: área de un círculo

Tema
5. Aplicaciones de la derivada › 5.4 Tasas relacionadas y aproximación
Dificultad
Avanzado
Método
Tasas relacionadas con la regla de la cadena

El radio de un círculo crece a razón de 2 cm/s2\,\text{cm/s}. ¿A qué razón crece el área cuando el radio mide r=5 cmr = 5\,\text{cm}?

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  1. El área de un círculo es A=πr2A = \pi r^2, donde rr y AA dependen del tiempo tt.
  2. Derivamos ambos lados respecto de tt con la regla de la cadena: dAdt=2πrdrdt\frac{dA}{dt} = 2\pi r \frac{dr}{dt}.
  3. Datos: drdt=2 cm/s\frac{dr}{dt} = 2\,\text{cm/s} y r=5 cmr = 5\,\text{cm}.
  4. Sustituimos: dAdt=2π(5)(2)=20π\frac{dA}{dt} = 2\pi (5)(2) = 20\pi.
  5. Las unidades son cm⋅cm/s=cm2/s\text{cm} \cdot \text{cm/s} = \text{cm}^2/\text{s}, así que el área crece a 20π≈62.83 cm2/s20\pi \approx 62.83\,\text{cm}^2/\text{s}.

Resultado final: dAdt=20π cm2/s\dfrac{dA}{dt} = 20\pi\,\text{cm}^2/\text{s}