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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS UNIDAD NIVELACIÓN UNIDAD #3 • La Relación-Función es un concepto muy importante en Matemáticas. • Comprenderlo y aplicarlo en ejercicios La definición de relación es un subconjunto de pares ordenados que corresponden a elementos de otro conjunto, a cada elemento del primer conjunto le corresponde al menos un elemento del segundo conjunto. X Y Definición de función: Sean X y Y dos variables reales, se dice entonces que y es función de x si a cada valor que tome x le corresponde un valor de y." La variable independiente es la x mientras que y es la variable dependiente o función: y=ƒ(x) El conjunto en que varía la x se denomina dominio de la función (original) y el de la variación de y rango de la función (imagen). El conjunto de pares (x, y) tales que y=ƒ(x) se denomina grafo de la función; si se representan en unos ejes cartesianos se obtiene una familia de puntos que se denomina gráfica de la función. Para que una relación se considere una función, se deben cumplir dos condiciones elementales: 1.Unicidad: Ningún elemento perteneciente al conjunto de salida puede estar relacionado con dos elementos del conjunto de salida, es decir, si se calcula el valor f(x) para un mismo x, el resultado debe ser el mismo. 2.Existencia: Todo elemento del conjunto de salida debe tener una imagen en el conjunto de llegada, es decir, y = f(x) debe existir para todo x en el conjunto de salida DOMINIO Y RANGO Dominio • Conjunto formado por todos los elementos del conjunto de partida que posee una imagen en el conjunto de llegada, también se le conoce como conjunto de preimágenes; el dominio de una función puede describirse explícitamente junto con la función o está implícito en la fórmula que define la función. • El dominio de una función es el conjunto de todos los posibles valores de entrada de la función. Por ejemplo, el dominio de f(x)=x² consiste de todos los números reales, y el dominio de g(x)=1/x consiste de todos los números reales excepto x=0. TÉCNICA PARA HALLAR EL DOMINIO • 1)Despejar “y” en términos de “x”, si esto es posible • 2)Analizar ¿Qué valores reales debe tener “x” para que la variable “y” sea un número real? • 3) Dicho de otra forma, para calcular el dominio de una función, debemos obtener los valores de x, para los que exista esa función. O dicho de otra forma, debemos encontrar para qué valores de x, la función no existe y quedarnos con los valores de x donde la función sí existe. El dominio de una función depende mucho del tipo de función Determinación del dominio • Determinar el dominio de la siguiente relación Ejemplos EJERCICIOS PARA LA CASA RANGO • Conjunto formado por todos los elementos del conjunto de llegada que son imágenes de algún elemento del conjunto de salida. También se le conoce como Recorrido o conjunto de imágenes TÉCNICA PARA HALLAR EL RANGO • Despejar “x” en términos de “y”, si esto es posible • 2)Analizar ¿Qué valores reales debe tener “y” para que la variable “x” sea un número real? EJEMPLO DE FUNCION CUADRÁTICA (dominio y rango) Determinación el rango Ejercicios para la casa ALGEBRA DE FUNCIONES Si dos funciones f y g están definidas para todos los números reales, entonces es po sible hacer operaciones numéricas reales como la suma, resta, multiplicación y divisió n (cociente) con f(x) y g(x). Definición: La suma, resta, multiplicación y cociente de las funciones f y g son las funciones definidas por: Cada función está en la intersección de los dominios de f y g, excepto que los valores de x donde g(x) = 0 se deben excluir del dominio de la función cociente. COMPOSICIÓN DE FUNCIONES Una función compuesta es la imagen resultado de la aplicación sucesiva de dos o más funciones sobre un mismo elemento x. Siendo f y g dos funciones, se define la composición de dos funciones (denotada por g o f) como: http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funciones/ http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funciones/ La composición de funciones se realiza aplicando dichas funciones en orden de derecha a izquierda, de manera que en (g o f)(x) primero actúa la función f y luego la g sobre f(x). http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funciones/ Propiedades de la composición de funciones • La composición de funciones es asociativa • La composición de funciones no es conmutativa • El elemento neutro en la composición de funciones es la función identidad (id). • El función inversa de la composición de funciones f y g es: http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funcion-identidad/ http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funcion-inversa/ Dominio de la función composición Sean Dom f el dominio de la función f y Dom g el de g, entonces el dominio de la función compisición es: http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/dominio-funcion/ http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funciones/ http://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/dominio-funcion/ EJERCICIOS Aplicando sucesivamente la función f(x) y la función g(x) sobre los valores de x obtenemos el mismo resultado que si aplicásemos directamente una función (g∘f)(x) sobre los valores de x. A esta función se la denomina función compuesta de f y g. •Se define la función compuesta de dos funciones f(x) y g(x) cualesquiera, y designada por (g∘f)(x), a la función que transforma x en g[f(x)]: Se realiza aplicando dichas funciones en orden de derecha a izquierda, de manera que en (g o f)(x) primero actúa la función f y luego la g sobre f(x). ¿Cómo se calcula? Para realizar la composición propiamente dicha de dos funciones ilustramos el proceso con el ejemplo con el que abríamos el apartado: siendo f(x)=x2 y g(x)=x+2, podemos calcular (g∘f)(x) sin más que sustituir f(x) en los lugares donde pone x en g(x), es decir: (g∘f)(x)=g[f(x)]=g(x2)=x+2x⇒x2= x²+2 Observa que en general (g∘f)(x)≠(f∘g)(x). En el ejemplo: (f∘g)(x)=f[g(x)]=f(x+2)=x2x⇒x+2=(x+2)2= x²+4x+4 EJEMPLOS Dominio El dominio de una función es el conjunto de valores para los cuales está definida. En el caso de la función compuesta (g ∘ f)(x), este depende de los dominios de las funciones f y g. El dominio de la función compuesta (g ∘ f)(x) es el conjunto: Domg∘f : x ∈ Domf ∧ f(x)∈ Domg •Dos casos Composición y operaciones con funciones Las funciones con dominios que pertenecen a los reales pueden ser sumadas, restadas, multiplicadas y divididas. Si f ( x ) y g ( x ) son dos funciones, entonces para todas las x en el dominio de ambas funciones la suma, diferencia, producto y cociente están definidos como sigue. Gráficamente una función crece cuando al recorrer la grafica de izquierda a derecha va hacia arriba. Decrece cuando va hacia abajo y es constante cuando va en horizontal. En Matemáticas se habla de funciones monótonas para referirse a las funciones que bien son decrecientes o crecientes en todo su dominio. Gráficamente: Las caracterizaciones que hemos notado se pueden usar para determinar criterios sobre el crecimiento de una función de la siguiente forma: Sea ʄ (x) una función definida en un intervalo (a,b) tenemos que para todo x € (a,b) Si ʄ (x) ˃0, entonces ʄ (x) es creciente Si ʄ (x) ˂0, entonces ʄ (x) es decreciente EJEMPLO 1: DETERMINE LA MONOTONIA DE LA FUNCION ʄ (x) = 𝟕 𝑿 EN EL INTERVALO (3,10) Una de las características mas importantes de una función que nos facilita el estudio de las funciones como su representación es la simetría: En matemáticas, se puede clasificar a las funciones según su paridad: Las funciones pueden ser pares, impares o no tener paridad. Aquellas funciones que poseen paridad satisfacen una serie de relaciones particulares de simetría, con respecto a sus funciones inversas aditivas (funciones inversas aditivas u opuestas son funciones que al sumarlas el resultado es cero). Una función espar si, para cada x en el dominio de f , f (– x ) = f ( x ). Las funciones pares tienen simetría reflectiva a través del eje de las y . • Un función es impar si, para cada x en el dominio de f , f (– x ) = – f ( x ). Las funciones impares tienen simetría rotacional de 180º con respecto del origen. • Cuando no hay paridad tanto en par e impar indicara que no existe paridad. • Una asíntota es una recta a la cual se aproxima indefinidamente una función, sin llegar nunca a tocarla. • Solo existirá asíntotas, si hay denominador • Existen 3 y son: • Asíntota vertical • Asíntota horizontal • Asíntota oblicua Una función f(x) tiene la asíntota vertical x=k∈R si su límite cuando x tiende a k es infinito. También, distinguimos tres casos: •Asíntota vertical por la izquierda si • Asíntota vertical por la derecha si • Si ambos límites son iguales, decimos simplemente que y=k es una asíntota vertical de f(x). • Una función f(x) tiene la asíntota horizontal y=k si su límite cuando x tiende a infinito es k. • Distinguimos tres casos: • Asíntota horizontal por la izquierda si • Asíntota horizontal por la derecha si • Si ambos límites son iguales, decimos simplemente que y=k es una asíntota horizontal de f(x). • Para calcular la asíntota horizontal sólo tenemos que calcular los límites cuando x→±∞. •Asíntota horizontal por la izquierda si Calculamos los límites cuando x→5: Por tanto, x=5es una asíntota por ambos lados. Gráfica: Calculamos los límites: La función tiene la asíntota y=2 por ambos lados. Gráfica: • El coeficiente m es la pendiente de la recta y n es la ordenada en el origen. • La recta y=mx+n es una asíntota oblEs asíntota oblicua de f(x) por su izquierda si • Y es asíntota oblicua por su derecha si • Encontrar las asíntotas oblicuas parece más complicado que las horizontales y las verticales, sin embargo, el siguiente resultado facilita la tarea: Si la recta y=mx+n es una asíntota oblicua de f(x), entonces • Calculamos la asíntota oblicua de la función La pendiente es La ordenada en el origen es La asíntota oblicua es Gráfica:
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