Tienes la expresión de la altura del globo en función del tiempo:
f(x) = 64x2 - (1/2)x4 (1),
cuya derivada primera tiene la expresión:
f ' (x) = 128x - 2x3 (2),
y cuya derivada segunda queda expesada:
f '' (x) = 128 - 6x2 (3).
a)
Planteas la condición de posición del globo a nivel del suelo (su altura es igual a cero), y queda la ecuación:
f(x) = 0, sustituyes la expresión señalada (1), y queda:
64x2 - (1/2)x4 = 0, extraes factor común, y queda:
x2(64 - (1/2)x2) =0,
y por anulación de una multiplicación, tienes las opciones:
1°)
x2 = 0, extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y queda:
x = 0, que corresponde al instante de partida del globo;
2°)
64 - (1/2)x2 = 0, restas 64 en ambos miembros, y queda:
-(1/2)x2 = -64, multiplicas por -2 en amos miembros, y queda:
x2 = 128, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:
x = √(128) m ≅ 11,314 h, que es el instante en el cuál el globo vuelve a estar a nivel del suelo.
b)
Planteas la condición de altura máxima, y queda la ecuación:
f ' (x) = 0, sustituyes la expresión señalada (2), y queda:
128x - 2x3 = 0, extraes factores comunes, y queda:
2x(64 - x2) = 0,
y por anulación de una multiplicación, tienes las opciones:
1°)
2x = 0, y de aquí despejas:
x = 0, que es el instante de partida del globo;
2°)
64 - x2 = 0, y de aquí despejas:
x = 8 h, evalúas la expresión de la función derivada segunda señalada (3) para este valor, y queda:
f '' (8) = 128 - 6(8)2 = 128 - 384 = -256 < 0,
por lo que tienes que la gráfica de la función altura es cóncava hacia abajo para el valor que hemos determinado, y puedes concluir que el globo alcanza su altura máxima en el instante: t = 8 h,
y que el valor de dicha altura máxima es:
f(8) = 64(8)2 - (1/2)*(8)4 = 4096 - 2048 = 2048 m.
Espero haberte ayudado.