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Ejemplos de crecimiento, decrecimiento, extremos relativos Teórico práctico:Estudio de funciones Matemática. Comisiones 3 y 4 Profesora: Christiane Ponteville Ejemplo 1 𝑓 𝑥 = 1 3 𝑥3 − 3 2 𝑥2 + 2𝑥 + 7 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = ℝ Hallamos: 𝑓′ 𝑥 = 𝑥2 − 3𝑥 + 2 𝐷𝑜𝑚 𝑓′ = ℝ Buscamos los puntos críticos: 𝑓′ 𝑥 = 0 ⇔ 𝑥2 − 3𝑥 + 2 = 0 Resolvemos la ecuación y obtenemos como soluciones: 𝑥 = 1 ∨ 𝑥 = 2 Ptos críticos de f : 1; 2 ya que son los puntos del dominio donde se anula la derivada y, además, la derivada está definida en todos los números reales. Muy importante hallar los dominios de la función y su derivada para el análisis posterior. Puntos críticos: valores del dominio de f en los cuales la derivada no está definida o vale 0 Ejemplo 1: Armamos intervalos teniendo en cuenta puntos críticos y continuidad de la derivada en los cuales se conserva el signo de la derivada: • −∞; 1 : 𝑓′ 0 = 02 − 3.0 + 2 = 2 > 0 ⇒ 𝑓 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 • 1; 2 : 𝑓′ 3 2 = 3 2 2 − 3. 3 2 + 2 = − 1 4 < 0 ⇒ 𝑓 𝑑𝑒𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 • 2;+∞ : 𝑓′ 3 = 32 − 3.3 + 2 > 0 ⇒ 𝑓 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 Ejemplo 1:Conclusiones • Intervalos de crecimiento: −∞; 1 ; 2;+∞ • Intervalos de decrecimiento: 1; 2 • Se alcanza un máximo relativo en x=1 con 𝑓 1 = 47 6 ≈ 7,83 • Se alcanza un mínimo relativo en x=2 con 𝑓 2 = 23 3 ≈ 7,66 Veamos el gráfico Ejemplo 1 Observar los valores de los extremos relativos obtenidos en el gráfico Son extremos relativos, no absolutos. Ejemplo 2 𝑓 𝑥 = 𝑥 − 2 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = ℝ Hallamos: 𝑓′ 𝑥 = ቊ 1 𝑠𝑖 𝑥 > 2 −1 𝑠𝑖 𝑥 < 2 𝐷𝑜𝑚 𝑓′ = ℝ− 2 Buscamos los puntos críticos: La función derivada de f no se anula en ningún punto. Por lo tanto: Ptos críticos de f : 2 (pues la derivada no existe en este valor). Observar que: 𝐷𝑜𝑚 𝑓′ ⊂ 𝐷𝑜𝑚𝑓 Ejemplo 2: Armamos intervalos teniendo en cuenta puntos críticos y continuidad de la derivada en los cuales se conserva el signo de la derivada • −∞; 2 : 𝑓′ 𝑥 = −1 < 0 ⇒ 𝑓 𝑑𝑒𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 • 2;+∞ : 𝑓′ 𝑥 = 1 > 0 ⇒ 𝑓 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 Ejemplo 2: Conclusiones • Intervalos de crecimiento: 2;+∞ • Intervalos de decrecimiento: −∞; 2 • Se alcanza un mínimo relativo en x=2 con 𝑓 2 = 0 Ejemplo 2 El mínimo relativo, es absoluto. Ejemplo 3 𝑓 𝑥 = 1 𝑥 = 𝑥−1 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = ℝ − 0 Hallamos: 𝑓′ 𝑥 = −1. 𝑥−2 = − 1 𝑥2 𝐷𝑜𝑚 𝑓′ = ℝ− 0 Buscamos los puntos críticos: La función derivada de f no se anula en ningún punto y está definida en todos los puntos del dominio de f. Por lo tanto, esta función no tiene puntos críticos. Ejemplo 3: Ya que la función no tiene puntos críticos, consideramos los intervalos de continuidad de la derivada : • −∞; 0 : 𝑓′ 𝑥 = − 1 𝑥2 < 0 ⇒ 𝑓 𝑑𝑒𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 • 0;+∞ : 𝑓′ 𝑥 = − 1 𝑥2 < 0 ⇒ 𝑓 𝑑𝑒𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 Ejemplo 3: Conclusiones • Intervalos de decrecimiento: −∞; 0 ; 0;+∞ • No tiene extremos relativos Ejemplo 3 Observar que el decrecimiento debe ser definido por intervalos Ejemplo 4 𝑓 𝑥 = 1 𝑥2 = 𝑥−2 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = ℝ − 0 Hallamos: 𝑓′ 𝑥 = −2 𝑥−3 = − 2 𝑥3 𝐷𝑜𝑚 𝑓′ = ℝ− 0 Buscamos los puntos críticos: Teniendo en cuenta el dominio de la función y que la función derivada de f no se anula en ningún punto, esta función no tiene puntos críticos. Ejemplo 4: Ya que la función no tiene puntos críticos, consideramos los intervalos de continuidad de la derivada : • −∞; 0 : 𝑓′ −1 = − 2 −1 3 = 2 > 0 ⇒ 𝑓 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 • 0;+∞ : 𝑓′ 1 = − 2 1 3 = −2 < 0 ⇒ 𝑓 𝑑𝑒𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 Ejemplo 4: Conclusiones • Intervalo de decrecimiento: 0;+∞ • Intervalo de crecimiento: −∞; 0 • No tiene extremos relativos Ejemplo 4 No tiene extremos relativos Ejemplo 5 𝑓 𝑥 = 3 𝑥 = 𝑥 1 3 𝐷𝑜𝑚 𝑓 = ℝ Hallamos: 𝑓′ 𝑥 = 1 3 𝑥 1 3 −1 = 1 3 𝑥− 2 3 = 1 3 3 𝑥2 𝐷𝑜𝑚 𝑓′ = ℝ− 0 Buscamos los puntos críticos: La función derivada de f no se anula en ningún punto, pero no está definida en x=0. Por lo tanto, tiene un punto crítico en x=0 (recordar que pertenece al dominio de f). Ejemplo 5: Construimos los intervalos considerando punto crítico y de continuidad de la derivada : • −∞; 0 : 𝑓′ 𝑥 = 1 3 3 𝑥2 > 0 ⇒ 𝑓 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 • 0;+∞ : 𝑓′ 𝑥 = 1 3 3 𝑥2 > 0 ⇒ 𝑓 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑒 Observar que al tener una potencia par todos los valores que toma la derivada son positivos Ejemplo 5: Conclusiones • Intervalos de crecimiento: −∞; 0 ; 0;+∞ • No tiene extremos relativos Ejemplo 5 No tiene extremos relativos en x=0
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