La Función Exponencial
5. Ejercicios de Selección Múltiple - Función Exponencial
Ejercicios de Selección Múltiple - Función Exponencial
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💡 Estrategia para Resolver
Para cada pregunta, identifica primero el concepto clave que se está evaluando:
- Crecimiento vs. Decrecimiento: Mira la base b. Si \(b > 1\), es crecimiento. Si \(0 < b < 1\), es decrecimiento.
- Parámetros Clave: Recuerda siempre la forma \(f(x) = a \cdot b^x\), donde 'a' es el valor inicial (intersección con el eje y) y 'b' es el factor de cambio.
- Resolver Ecuaciones: Intenta igualar las bases. Si tienes \(b^P = b^Q\), entonces puedes igualar los exponentes: \(P = Q\).
1. ¿Cuál de las siguientes funciones representa un crecimiento exponencial?
- \( f(x) = 100 - 2x \)
- \( f(x) = 5 \cdot (0.8)^x \)
- \( f(x) = 2 \cdot 3^x \)
- \( f(x) = x^2 + 1 \)
- \( f(x) = \log(x) \)
Respuesta correcta: c) \( f(x) = 2 \cdot 3^x \)
Explicación: Una función exponencial creciente tiene una base (b) mayor que 1. En este caso, la base es 3.
2. ¿Cuál de las siguientes funciones representa un decrecimiento exponencial?
- \( f(x) = 5x + 10 \)
- \( f(x) = 100 \cdot 2^x \)
- \( f(x) = 0.5 \cdot 4^x \)
- \( f(x) = 50 \cdot (0.75)^x \)
- \( f(x) = x^3 \)
Respuesta correcta: d) \( f(x) = 50 \cdot (0.75)^x \)
Explicación: Una función exponencial decreciente tiene una base (b) entre 0 y 1. Aquí, la base es 0.75.
3. ¿Cuál es el valor inicial de la función \( f(x) = 10 \cdot (1.5)^x \)?
- 10
- 1.5
- x
- 11.5
- 15
Respuesta correcta: a) 10
Explicación: El valor inicial es el parámetro "a" en la forma \( f(x) = a \cdot b^x \). Corresponde al valor de la función cuando x = 0.
4. ¿Cuál es la base de la función exponencial \( g(x) = 200 \cdot (0.8)^x \)?
- 200
- 0.8
- x
- 0
- 200.8
Respuesta correcta: b) 0.8
Explicación: En la forma \( f(x) = a \cdot b^x \), "b" es la base.
5. Para la función \( f(x) = 3 \cdot 4^x \), calcula f(2).
- 12
- 36
- 48
- 144
- 7
Respuesta correcta: c) 48
Desarrollo: \( f(2) = 3 \cdot 4^2 = 3 \cdot 16 = 48 \)
6. Para la función \( g(x) = 50 \cdot (0.5)^x \), calcula g(3).
- 25
- 12.5
- 6.25
- 250
- 75
Respuesta correcta: c) 6.25
Desarrollo: \( g(3) = 50 \cdot (0.5)^3 = 50 \cdot 0.125 = 6.25 \)
7. ¿Cuál es la asíntota horizontal de la función \( f(x) = 5 \cdot 2^x \)?
- x = 0
- y = 5
- y = 2
- y = 0
- x = 5
Respuesta correcta: d) y = 0
Explicación: La función exponencial básica \( f(x) = a \cdot b^x \) tiene una asíntota horizontal en y = 0 (el eje x).
8. ¿En qué punto la gráfica de \( f(x) = 8 \cdot 3^x \) intersecta el eje y?
- (8, 0)
- (0, 8)
- (3, 0)
- (0, 3)
- (0, 0)
Respuesta correcta: b) (0, 8)
Explicación: La intersección con el eje y ocurre cuando x = 0. \( f(0) = 8 \cdot 3^0 = 8 \cdot 1 = 8 \). El punto es (0, 8).
9. Una población de bacterias se duplica cada hora. Si inicialmente hay 1000 bacterias, ¿cuál es la función que modela esta situación?
- \( P(t) = 1000 \cdot t^2 \)
- \( P(t) = 1000 + 2t \)
- \( P(t) = 1000 \cdot 2^t \)
- \( P(t) = 2 \cdot 1000^t \)
- \( P(t) = 1000 + 2^t \)
Respuesta correcta: c) \( P(t) = 1000 \cdot 2^t \)
Explicación: Valor inicial a = 1000. Se duplica, entonces la base b = 2.
10. Una sustancia radiactiva se reduce a la mitad cada 50 años. Si inicialmente hay 200 gramos, ¿cuál es la función que modela la cantidad restante después de *t* años?
- \( f(t) = 200 \cdot (0.5)^t \)
- \( f(t) = 200 \cdot 2^t \)
- \( f(t) = 200 \cdot (0.5)^{t/50} \)
- \( f(t) = 200 - 50t \)
- \( f(t) = 200 \cdot (0.5)^{50t}\)
Respuesta correcta: c) \( f(t) = 200 \cdot (0.5)^{t/50} \)
Explicación: Valor inicial a = 200. Se reduce a la mitad, b = 0.5. El exponente debe ajustarse al período, por lo que es t/50.
11. Resuelve la ecuación exponencial: \( 3^{x+2} = 27 \)
- x = 1
- x = 2
- x = 3
- x = 5
- x = 9
Respuesta correcta: a) x = 1
Desarrollo: \( 3^{x+2} = 3^3 \). Igualando exponentes: x + 2 = 3. Por lo tanto, x = 1.
12. Resuelve: \( 2^{2x-1} = 8 \)
- x = 1
- x = 2
- x = 3
- x = 4
- x = 0
Respuesta correcta: b) x = 2
Desarrollo: \( 2^{2x-1} = 2^3 \). Igualando exponentes: 2x - 1 = 3. Resolviendo, 2x = 4, y x = 2.
13. Resuelve: \( 5^{x^2} = 25 \)
- x = 1
- x = 2
- \( x = \pm \sqrt{2} \)
- x = -2
- No tiene solución.
Respuesta correcta: c) \( x= \pm \sqrt{2} \)
Desarrollo: \( 5^{x^2} = 5^2 \). Igualando exponentes: \( x^2 = 2 \). Por lo tanto, \( x = \pm\sqrt{2} \).
14. ¿Cuál de las siguientes descripciones corresponde mejor a la gráfica de la función \( f(x) = 100 \cdot (0.9)^x \)?
- Una curva creciente que pasa por (0, 100).
- Una curva decreciente que pasa por (0, 100).
- Una línea recta decreciente.
- Una curva creciente que pasa por (0, 0.9).
- Una curva decreciente que pasa por (0, 0.9)
Respuesta correcta: b) Una curva decreciente que pasa por (0, 100).
Explicación: Es decreciente porque la base (0.9) está entre 0 y 1. El valor inicial es 100, por lo que cruza el eje y en (0, 100).
15. Si una población crece un 5% cada año, ¿cuál es el valor de *b* en la función exponencial \( P(t) = P_0 \cdot b^t \)?
- 0.05
- 0.95
- 1.05
- 1.5
- 5
Respuesta correcta: c) 1.05
Explicación: Un crecimiento del 5% significa que cada año la cantidad se multiplica por \( 1 + \frac{5}{100} = 1.05 \). Por lo tanto, b = 1.05.
16. ¿Cuál de las siguientes funciones *no* es una función exponencial?
- \( f(x) = 2^x \)
- \( g(x) = (1/3)^x \)
- \( h(x) = x^2 \)
- \( y = 5 \cdot (1.1)^x \)
- \( y = 1^x \)
Respuesta correcta: c) y e)
Explicación: En una función exponencial, la variable está en el exponente. \( h(x) = x^2 \) es una función cuadrática. Por definición, la base de una función exponencial debe ser un número positivo distinto de 1, por lo que \(y = 1^x\) (que es una función constante y=1) tampoco se considera exponencial.
17. La función \( f(x) = 100 \cdot (1.03)^x \) modela el crecimiento de una inversión. ¿Qué representa el número 1.03?
- El valor inicial de la inversión.
- El valor de la inversión después de 1 año.
- La tasa de crecimiento anual expresada como decimal.
- El factor por el cual se multiplica la inversión cada año.
- La cantidad de años que tarda la inversión en duplicarse.
Respuesta correcta: d) El factor por el cual se multiplica la inversión cada año.
Explicación: En la forma \( f(x) = a \cdot b^x \), *b* es el factor de crecimiento. El valor se multiplica por 1.03 cada año.
18. La función \( f(x) = 500 \cdot (0.95)^x \) modela la cantidad de un medicamento en el cuerpo. ¿Qué porcentaje del medicamento se *elimina* cada hora?
- 95%
- 5%
- 9.5%
- 0.95%
- 50%
Respuesta correcta: b) 5%
Explicación: La base es 0.95, lo que significa que queda el 95% del medicamento cada hora. Por lo tanto, se elimina el 100% - 95% = 5%.
19. ¿Cuál es el valor de *x* que satisface la ecuación \( 2^{2x} = \frac{1}{8} \)?
- 3
- -3
- 3/2
- -3/2
- 1/3
Respuesta correcta: d) -3/2
Desarrollo: \( 2^{2x} = \frac{1}{8} = \frac{1}{2^3} = 2^{-3} \). Igualando exponentes: 2x = -3. Por lo tanto, x = -3/2.
20. Un cultivo de bacterias comienza con 200 bacterias y se duplica cada 2 horas. ¿Cuántas bacterias habrá después de 7 horas?
- 800
- 1600
- Aproximadamente 2263
- Aproximadamente 1131
- 1400
Respuesta correcta: c) Aproximadamente 2263
Desarrollo: La función es \( f(x) = 200 \cdot 2^{x/2} \).
\( f(7) = 200 \cdot 2^{7/2} = 200 \cdot 2^{3.5} \approx 200 \cdot 11.3137 \approx 2262.7 \). El valor más cercano es 2263.