¿A qué razón aumenta el diámetro cuando éste es de?

1. Se infla un globo en forma esférica de modo que su volumen se incrementa con una
velocidad de 3m^3/min. ¿A qué razón aumenta el diámetro cuando éste es de 10m?

Respuesta
3

Consideraremos el volumen como función del diámetro y el diámetro como función del tiempo.
Primero se calcula el volumen como función de t que es sencillo
V(t) = 3t
Con t en minutos y V en m^3
Y la derivada es bien sencilla también
dV/dt = 3
Ahora ponemos el volumen como función del diámetro aplicando la fórmula del volumen de la esfera
V(d) = (4/3)Pi (d/2)^3
Ahora derivamos esto respecto a t teniendo en cuenta que la funciónn diámetro d es una función del tiempo.

$$\begin{align}&\frac{dV}{dt}=\frac{dV}{dd}·\frac{dd}{dt}=\\ &\\ &\frac 43\pi·3 \left(\frac d2\right)^2·\frac 12·\frac {dd}{dt}=\\ &\\ &\frac {\pi d^2}{2}·\frac{dd}{dt}\\ &\\ &luego\\ &\\ &\frac{dd}{dt}=\frac{dV}{dt}·\frac{2}{\pi d^2}\\ &\\ &\text{como }\frac{dV}{dt}= 3\\ &\\ &\frac{dd}{dt}=\frac{6}{\pi d^2}\\ &\\ &\text{y la derivada cuando d= 10 será}\\ &\\ &\left. \frac{dd}{dt}\right|_{d=10}=\frac{6}{\pi·10^2}=\frac{3}{50\pi}\end{align}$$

Y eso es todo.

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