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lunes, 19 de octubre de 2015

Un depósito de agua ...

ENUNCIADO. Un depósito de agua tiene forma de prisma recto de base rectangular. Se ha construido tomando en cuenta las siguientes medidas de las aristas: $4,52 \pm 0,03 \, \text{m}$, $2,14 \pm 0,01 \, \text{m}$ y $7,82 \pm 0,04 \, \text{m}$.
¿Podemos garantizar que en dicho depósito quepan $77\,229$ litros de agua?

SOLUCIÓN. Calculemos el extremo inferior del intervalo de error del volumen del prisma, que viene dado por $$(4,52-0,03)(2,14-0,01)(7,82-0,04)=74,41 \, \text{m}^3\, ( \text{con 4 c.s.)}$$ que corresponde a $74\,410 \, \text{L}$ de capacidad, y como la cantidad de agua pedida es mayor que dicho extremo inferior, $77\,229 \succ 74\,419$, no podemos garantizar que vaya a caber en el depósito. $\square$

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martes, 15 de septiembre de 2015

Se desea cortar un panel de madera ...

ENUNCIADO:
Se desea cortar un panel de madera, de forma cuadrada, de modo que su área sea de $10\,000 \pm 500 \; \text{cm}^2$. ¿Qué margen de error debe tener la longitud del lado?

SOLUCIÓN:
Teniendo en cuenta que el lado $l$ del cuadrado es igual a $\sqrt{A}$, donde $A$ representa el área del mismo, vemos que el mayor valor del lado es igual a $\sqrt{10\,000+500} \approx 102 \, \text{cm}$, mientras que el menor valor del lado es igual a $\sqrt{10\,000-500} \approx 97 \, \text{cm}$; entonces el valor central del intervalo $(102\,,\,97)$ es $\dfrac{102+97}{2} \approx 100 \, \text{cm}$., y la amplitud de dicho intervalo ( de error o de incertidumbre ) es igual a $102-97$, luego la semi-amplitud del mismo es $\dfrac{102-97}{2} \approx 2 \, \text{cm}$. Así, pues, podemos decir que la longitud del lado ( cuando cortemos el panel ) debe ser igual a $100 \, \text{cm}$, con un margen de error ( o cota de error absoluto ) de $2\,\text{cm}$, cosa que también podemos expresar de la siguiente forma: $l=100 \pm 2 \, \text{cm}$
-oOo-
Otra manera de resolver este problema es la siguiente. Como el área se calcula mediante un producto, $A=l\cdot l$, sabemos que la relación entre las cotas de error relativo es: $\varepsilon_A = \varepsilon_l + \varepsilon_l$, esto es, $\varepsilon_A=2\,\varepsilon_l$. Teniendo en cuenta que $\varepsilon_A=\dfrac{\Delta_A}{A}$, podemos escribir $\varepsilon_A=\dfrac{500}{10\,000} = 0,025$. Por otra parte, $\varepsilon_l=\dfrac{\Delta_l}{l}$
y $l=\sqrt{A}$, luego $\varepsilon_l=\dfrac{\Delta_l}{\sqrt{A}}$, con lo cual podemos escribir $0,025 = \dfrac{\Delta_l}{\sqrt{10\,000}} \Rightarrow \Delta_l = 0,025 \cdot 100 = 2,5 \approx 2$. De lo cual concluimos que $l=100 \pm 2 \, \text{cm}$
$\square$

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