Antes de empezar: Funciones cuadráticas, completar el cuadrado, intervalos y números enteros.
Al terminar: Distingue precio, ingreso y utilidad; interpreta el vértice y las restricciones de inventario.
La demanda variable cambia el grado del modelo
En este modelo didáctico, vender q unidades se asocia con un precio unitario . El ingreso es q veces ese precio; el costo es un fijo F más 2 por unidad. Por tanto la utilidad es una cuadrática. Todos los importes se expresan en pesos. El coeficiente que acompaña a q en el precio incorpora las unidades necesarias: no se están restando cantidades de distinta naturaleza.
El dominio precede a la recomendación
Las cantidades de artículos indivisibles son enteros no negativos. El precio no negativo exige ; un inventario puede imponer un máximo menor. El modelo supone que las cantidades indicadas se venden al precio previsto: no es una garantía de demanda real ni incorpora impuestos, devoluciones o cambios de costos.
Equilibrio y ganancia positiva
Para completar el cuadrado da . Los puntos de equilibrio son y : el ingreso iguala al costo. Entre ellos la utilidad es positiva; fuera es negativa. Si q es entero, solamente 6, 7 y 8 generan ganancia positiva.
Un vértice entre dos enteros
Si el vértice continuo queda en 7.5 artículos, no puedes vender esa cantidad de artículos indivisibles. En una parábola simétrica que abre hacia abajo, compara los enteros vecinos admisibles. Si están a la misma distancia del vértice, ambos producen el mismo máximo discreto. Si el vértice es entero y pertenece al dominio, ese entero es el único máximo.
Una restricción puede desplazar el óptimo
Si el inventario termina antes del vértice, la utilidad todavía está creciendo y el mejor valor permitido se encuentra en el límite de inventario. Eso no garantiza evitar pérdidas. En con la mejor utilidad es −5. La conclusión depende de que el costo fijo se mantenga: decidir no operar con costos evitables sería otro modelo.
Ejemplos resueltos
Ejemplo resuelto 1
La utilidad de vender q artículos es pesos. La cantidad es entera y . Encuentra los puntos de equilibrio.
- Equilibrio significa utilidad cero, no ingreso cero.
- Completa el cuadrado.
- Iguala a cero: el cuadrado vale 4; las cantidades son 5 y 9.
- Ambas son enteras del dominio. En cada caso el ingreso iguala al costo.
Ejemplo resuelto 2
La utilidad es con q entero entre 0 y 17. Encuentra todas las cantidades que maximizan la utilidad y el valor máximo.
- El vértice continuo está en entre 7 y 8.
- La parábola abre hacia abajo. Los dos enteros más cercanos al vértice están a igual distancia; son los únicos candidatos máximos.
- Evalúa ambos. Los dos cumplen el dominio.
- No se pueden vender artículos indivisibles. El máximo continuo no es directamente la respuesta discreta.
Ejemplo resuelto 3
La utilidad es pero solo se pueden vender entre 0 y 4 artículos enteros. ¿Qué cantidad maximiza la utilidad? ¿Consigue evitar pérdidas?
- El vértice está en 7, fuera del inventario disponible. Todo el intervalo permitido está a su izquierda.
- En este intervalo la utilidad crece, así que el máximo se alcanza en .
- Con la forma se obtiene .
- Maximizar no garantiza utilidad positiva. El costo fijo se mantiene incluso en ; cerrar o recuperar ese costo sería otra decisión, fuera de este modelo.
Error frecuente: Confundir ingreso con utilidad, aceptar cantidades fraccionarias de artículos o recomendar un vértice fuera del inventario.
Explorador del modelo
Explora una demanda idealizada con precio pesos y costo pesos. Cambia el inventario disponible y la cantidad vendida.
Cantidad: 7. Precio: 9 pesos. Ingreso: 63 pesos. Costo: 59 pesos. Utilidad: 4 pesos.
Con inventario 16, el máximo se alcanza vendiendo 7 artículos: utilidad de 4 pesos.
La curva continua ayuda a localizar el vértice; solo los puntos enteros menta hasta el inventario son decisiones permitidas. Los demás quedan atenuados. El punto naranja representa la selección. El eje horizontal donde la utilidad vale cero permite distinguir ganancia y pérdida. No es una predicción de ventas reales.
Ponlo a prueba: práctica progresiva
15 ejercicios en cinco niveles. Resuelve uno, explica tu procedimiento y avanza cuando puedas hacerlo sin consultar la solución.
La duración indicada en la cabecera corresponde a la explicación; puedes repartir esta práctica entre varias sesiones.
Nivel 1 · Reconocer
Ejercicio 1
Un modelo de demanda asigna precio de pesos por artículo cuando se venden q artículos. El costo es pesos. Calcula ingreso, costo y utilidad para .
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Ingreso 51, costo 83, utilidad -32 pesos.
- El precio unitario es 17 pesos. Multiplícalo por 3: ingreso 51.
- El costo total es 83; resta costo al ingreso: utilidad -32.
- El precio debe ser no negativo y q entero no negativo. Aquí cumple ambas condiciones.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 2
Un modelo de demanda asigna precio de pesos por artículo cuando se venden q artículos. El costo es pesos. Calcula ingreso, costo y utilidad para .
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Ingreso 80, costo 125, utilidad -45 pesos.
- El precio unitario es 20 pesos. Multiplícalo por 4: ingreso 80.
- El costo total es 125; resta costo al ingreso: utilidad -45.
- El precio debe ser no negativo y q entero no negativo. Aquí cumple ambas condiciones.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 3
Un modelo de demanda asigna precio de pesos por artículo cuando se venden q artículos. El costo es pesos. Calcula ingreso, costo y utilidad para .
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Ingreso 115, costo 175, utilidad -60 pesos.
- El precio unitario es 23 pesos. Multiplícalo por 5: ingreso 115.
- El costo total es 175; resta costo al ingreso: utilidad -60.
- El precio debe ser no negativo y q entero no negativo. Aquí cumple ambas condiciones.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 2 · Aplicar el procedimiento
Ejercicio 4
La utilidad de vender q artículos es pesos. La cantidad es entera y . Encuentra los puntos de equilibrio.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: o artículos.
- Equilibrio significa utilidad cero, no ingreso cero.
- Completa el cuadrado.
- Iguala a cero: el cuadrado vale 4; las cantidades son 7 y 11.
- Ambas son enteras del dominio. En cada caso el ingreso iguala al costo.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 5
La utilidad de vender q artículos es pesos. La cantidad es entera y . Encuentra los puntos de equilibrio.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: o artículos.
- Equilibrio significa utilidad cero, no ingreso cero.
- Completa el cuadrado.
- Iguala a cero: el cuadrado vale 4; las cantidades son 9 y 13.
- Ambas son enteras del dominio. En cada caso el ingreso iguala al costo.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 6
La utilidad de vender q artículos es pesos. La cantidad es entera y . Encuentra los puntos de equilibrio.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: o artículos.
- Equilibrio significa utilidad cero, no ingreso cero.
- Completa el cuadrado.
- Iguala a cero: el cuadrado vale 4; las cantidades son 11 y 15.
- Ambas son enteras del dominio. En cada caso el ingreso iguala al costo.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 3 · Conectar operaciones
Ejercicio 7
La utilidad es con q entero entre 0 y 20. ¿Qué cantidades producen utilidad estrictamente positiva?
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: o 10.
- . La positividad exige que el cuadrado sea menor que 4.
- Para cantidades reales.
- Conserva los enteros interiores: 8, 9, 10. Los puntos de equilibrio no producen ganancia estrictamente positiva.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 8
La utilidad es con q entero entre 0 y 24. ¿Qué cantidades producen utilidad estrictamente positiva?
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: o 12.
- . La positividad exige que el cuadrado sea menor que 4.
- Para cantidades reales.
- Conserva los enteros interiores: 10, 11, 12. Los puntos de equilibrio no producen ganancia estrictamente positiva.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 9
La utilidad es con q entero entre 0 y 28. ¿Qué cantidades producen utilidad estrictamente positiva?
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: o 14.
- . La positividad exige que el cuadrado sea menor que 4.
- Para cantidades reales.
- Conserva los enteros interiores: 12, 13, 14. Los puntos de equilibrio no producen ganancia estrictamente positiva.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 4 · Resolver una situación
Ejercicio 10
La utilidad es con q entero entre 0 y 21. Encuentra todas las cantidades que maximizan la utilidad y el valor máximo.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: y ; utilidad máxima 13 pesos.
- El vértice continuo está en entre 9 y 10.
- La parábola abre hacia abajo. Los dos enteros más cercanos al vértice están a igual distancia; son los únicos candidatos máximos.
- Evalúa ambos. Los dos cumplen el dominio.
- No se pueden vender artículos indivisibles. El máximo continuo no es directamente la respuesta discreta.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 11
La utilidad es con q entero entre 0 y 25. Encuentra todas las cantidades que maximizan la utilidad y el valor máximo.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: y ; utilidad máxima 15 pesos.
- El vértice continuo está en entre 11 y 12.
- La parábola abre hacia abajo. Los dos enteros más cercanos al vértice están a igual distancia; son los únicos candidatos máximos.
- Evalúa ambos. Los dos cumplen el dominio.
- No se pueden vender artículos indivisibles. El máximo continuo no es directamente la respuesta discreta.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 12
La utilidad es con q entero entre 0 y 29. Encuentra todas las cantidades que maximizan la utilidad y el valor máximo.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: y ; utilidad máxima 17 pesos.
- El vértice continuo está en entre 13 y 14.
- La parábola abre hacia abajo. Los dos enteros más cercanos al vértice están a igual distancia; son los únicos candidatos máximos.
- Evalúa ambos. Los dos cumplen el dominio.
- No se pueden vender artículos indivisibles. El máximo continuo no es directamente la respuesta discreta.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 5 · Argumentar y afrontar un reto
Ejercicio 13
La utilidad es pero solo se pueden vender entre 0 y 6 artículos enteros. ¿Qué cantidad maximiza la utilidad? ¿Consigue evitar pérdidas?
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: ; utilidad −5 pesos: la mejor decisión disponible aún pierde dinero.
- El vértice está en 9, fuera del inventario disponible. Todo el intervalo permitido está a su izquierda.
- En este intervalo la utilidad crece, así que el máximo se alcanza en .
- Con la forma se obtiene .
- Maximizar no garantiza utilidad positiva. El costo fijo se mantiene incluso en ; cerrar o recuperar ese costo sería otra decisión, fuera de este modelo.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 14
La utilidad es pero solo se pueden vender entre 0 y 8 artículos enteros. ¿Qué cantidad maximiza la utilidad? ¿Consigue evitar pérdidas?
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: ; utilidad −5 pesos: la mejor decisión disponible aún pierde dinero.
- El vértice está en 11, fuera del inventario disponible. Todo el intervalo permitido está a su izquierda.
- En este intervalo la utilidad crece, así que el máximo se alcanza en .
- Con la forma se obtiene .
- Maximizar no garantiza utilidad positiva. El costo fijo se mantiene incluso en ; cerrar o recuperar ese costo sería otra decisión, fuera de este modelo.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 15
La utilidad es pero solo se pueden vender entre 0 y 10 artículos enteros. ¿Qué cantidad maximiza la utilidad? ¿Consigue evitar pérdidas?
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: ; utilidad −5 pesos: la mejor decisión disponible aún pierde dinero.
- El vértice está en 13, fuera del inventario disponible. Todo el intervalo permitido está a su izquierda.
- En este intervalo la utilidad crece, así que el máximo se alcanza en .
- Con la forma se obtiene .
- Maximizar no garantiza utilidad positiva. El costo fijo se mantiene incluso en ; cerrar o recuperar ese costo sería otra decisión, fuera de este modelo.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Explica y transfiere
¿Qué datos adicionales pedirías antes de usar este modelo para una decisión real? Distingue incertidumbre en la demanda y restricciones matemáticas.
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Dominio
Conjunto de valores permitidos para las variables de una expresión, función o problema. Por ejemplo, un denominador no puede valer cero.