La derivada antes del álgebra

Tres experiencias para que la derivada aparezca primero como rapidez de cambio e inclinación, y recién después como fórmula. Están ordenadas como una secuencia: mirar de cerca, necesitar la idea, y finalmente leerla en un gráfico.

Lengua natural: qué tan rápido cambiaGráfico: inclinaciónNumérico: Δy / Δx
Tus respuestas se guardan en este dispositivo.

Cualquier curva suave, vista de cerca, parece una recta

Elige una curva y un punto P. Aumenta el zoom y observa qué le pasa a la forma de la curva. Luego acerca un segundo punto Q hacia P, por la derecha y por la izquierda, y mira cómo las rectas secantes PQ se van pareciendo cada vez más a una sola recta.

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Secante con Q a la derecha Secante con Q a la izquierda Secantes anteriores (Δx de la tabla) Recta que aparece (tangente)
Secante por la izquierda: –
Secante por la derecha: 0
Ancho de la ventana: 4
Pendiente aparente: 0
Curvatura visible: 0 %
Distancia de Q a PΔy / Δx por la izquierdaΔy / Δx por la derecha

¿Dónde sube más rápido el agua?

Los recipientes se llenan con un caudal constante. Antes de llenar, dibuja con el dedo o el mouse cómo crees que sube la altura h a medida que pasa el tiempo t.

Cómo usar la actividad

  1. Elige un recipiente y dibuja tu predicción sobre el gráfico.
  2. Presiona “Llenar” y compara.
  3. Mueve el control de tiempo. La recta roja toca la curva en ese instante: su inclinación es la rapidez en cm/s.

Formulación: discute

Validación: comprueba

t = 0 s
h = 0 cm
Ancho a esa altura: 0 cm
Rapidez dh/dt: 0 cm/s
Tu predicción Llenado real Recta tangente (rapidez en ese instante)
Dibuja tu predicción sobre el gráfico de la derecha y luego presiona “Llenar”.

Dibuja f′ mirando solo la curva de f

No hace falta ninguna fórmula. Dibuja en el gráfico de abajo cómo es la inclinación de la curva de arriba.

Qué puedes leer en la curva de f

Mirando solo la curva de f se obtiene casi todo:

  • Dónde f′ vale cero: en las cimas y los valles de f.
  • El signo de f′: positivo donde f sube, negativo donde baja.
  • Dónde f′ crece o decrece: esta es la clave para la forma. Donde f se curva como una taza (cóncava hacia arriba), su inclinación va aumentando, así que f′ sube. Donde se curva como un gorro, la inclinación va disminuyendo, así que f′ baja.
  • Las cimas y los valles de f′: están donde f cambia de “taza” a “gorro”, en los puntos de inflección. Es donde f sube o baja más empinada en ese tramo.
  • El comportamiento en los bordes: si f se pone cada vez más empinada, f′ se aleja cada vez más del eje.

Para pensar

Curva de f

Tu dibujo de f′ (dibuja aquí)

Tu f′ Tangente y marcas f′ real f sube f baja
Dibuja f′ de izquierda a derecha cubriendo todo el intervalo.

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