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29/3/2021 1 Análisis Matemático I Ing. Roberto Lamas Prof. Adjunto Análisis Matemático I Trabajo Practico N° 2 Funciones de una variable. Definición: Una función de A en B es una ley o regla a correspondencia que asigna a cada elemento de A un único elemento de B. A : dominio B: codominio Si A y B son reales entonces se llama función real de variable real ( A , B R ) 29/3/2021 2 Notación: f : A B A B y = f(x) x f(x) f : nombre de la función x : variable independiente. y : variable dependiente. y = f(x) regla o correspondencia que establece la vinculación entre las variables y puede estar dada en distintas formas. Ejemplo: f: { 2; 7 ; ; 1/7 } R y = 7x f(2) = 14 f(7) = 49 f( ) = 7 f(1/7) = 1 29/3/2021 3 Para describir esto vamos a utilizar un diagrama de Venn, si los elementos del conjunto A corresponden a un número finito: Todo elemento de A debe estar relacionado con alguno de B y ese elemento debe ser único. Vemos que no todos los elementos de B es correspondiente de alguno de A, los que son correspondientes constituyen un conjunto que llamamos IMAGEN. Imagen(f) = I(f) = Img(f) = { y / y B x A / y = f(x) } = { f(x) / x A} En general Img(f) B ( Imagen incluida en codominio) Ejemplo: Img(f) = { 14 ; 49 ; 7 ; 1 } B = R. 29/3/2021 4 Ejemplo : g : R R / y = x2 +1 Como calculamos la imagen? Sabemos que x : x2 0 x2 + 1 1 y 1 en consecuencia Img (g) = [ 1 , ) Distintas formas de indicar la vinculación entre x e y. 1.-Diagrama de Venn. 2.-Tabla: 3.-Una o mas formulas: Ej; h(x) = x2 +1 x 2 7 1/7 f(x) 14 49 7 1 z(x) = Cuál será el dominio ? 29/3/2021 5 4.- Mediante un gráfico en un sistema de coordenadas cartesianas. 5.- Mediante un enunciado coloquial. Ejemplo: La función que asigna para un cuadrado de lado L, su perímetro. ( P(L) = 4L ) 29/3/2021 6 Como reconocer funciones. Si contamos con una formula debemos ver si las operaciones arrojan un único resultado. y = x2 +1 si es función. y2 = x +1 No es función y = Si está dado por un gráfico no será función si para un valor de x existen dos posibles resultados. No es función Si es función Sera función cuando toda recta vertical trazada por un punto del dominio corte al gráfico en un solo punto. 29/3/2021 7 Elementos que se deben definir al definir una función. f : A B Dominio Codominio y ley de correspondencia y = f(x) 1.- Si no se especifica B, se toma el conjunto mas amplio, es decir R. 2.- Si no se especifica A , se toma el conjunto mas amplio para el cual el valor de f(x) y la ley de correspondencia tengan sentido. Ej : a) y = 6 x3 + 7x2 – 8 b) y = ( )( ) c) y= ( )( ) 29/3/2021 8 Igualdad de funciones: Dos funciones son iguales cuando tienen igual dominio y toman los mismos valores. f = g D(f) = D(g) f(x) = g(x) Ejemplo: f : R R / y = 6x8 g : R [ 0 , ) / y = 6x8 h : [ 0 , ) [ 0 , ) / y = 6x8 f = g b) g h Función acotada Definición: Una función es acotada cuando su imagen es un conjunto acotado. Ejemplo: f : R R / y = sen x g : R R / y = 6 x2 29/3/2021 9 Clasificación de funciones: I) En cuanto a la expresión de su formula: a) Explicita: Cuando en la formula esta despejada la variable dependiente. Ej: y = 2x3 y= sen(5x) + 8 b) Implícita: Cuando en la formula no esta despejada la variable dependiente. Ej: x2 + y = 9 y ln ( x ) + sen ( y x ) = 6 II) En cuanto a operaciones: a) Algebraicas: cuando en la formula aparece un numero finito de operaciones algebraicas( suma, resta, multiplicación, división, potenciación y radicación) b) Trascendentes: cuando no son algebraicas. Ej: y = sen(x) y = ln x + tg x + ex 29/3/2021 10 Paridad de una función. Definición: La función f es impar sii x D(f) : f ( – x ) = – f ( x ) P1 (x,y) Gf ( Gráfico de f ) P2 ( – x , – y ) Gf ( Gráfico de f ) ( en consecuencia) P1 y P2 son simétricos respecto al origen, por lo tanto el gráfico de una función impar es simétrico respecto al origen. Definición: La función f es par sii x D(f) : f ( – x ) = f ( x ) P1 (x,y) Gf ( Gráfico de f ) P2 ( – x , y ) Gf ( Gráfico de f ) ( en consecuencia) P1 y P2 son simétricos respecto al eje Y , por lo tanto el gráfico de una función par es simétrico respecto al eje Y. 29/3/2021 11 Ejemplo: f/ f(x) = 4 x2 – 8 x6 + cos x f(– x) = 4 (– x)2 – 8 (– x)6 + cos (– x) = 4 x2 – 8 x6 + cos x = f(x) f(– x )= f( x ) en consecuencia f es par. g/ g(x) = 3 x3 – 2 x9 + sen x g(– x) = 3 (– x)3 – 2 (– x)9 + sen (– x) = – 3 x3 + 2 x9 – sen x = = – (3 x3 – 2 x9 + sen x )= – g(x) g(– x )= – g( x ) en consecuencia g es impar. Nota1: Una función puede ser par o impar pero no ambas a la vez. Nota2: La grafica, si la función no tiene paridad, puede tener otra simetría. Nota3: La paridad nos sirve para hacer la tabla de valores. 29/3/2021 12 Monotonía: Definición1: f es creciente en su dominio sii x1 , x2 D(f) : x1 < x2 f(x1)< f(x2) Definición2: f es decreciente en su dominio sii x1 , x2 D(f) : x1 < x2 f(x1) > f(x2) Definición3: f es monótona en su dominio si f es creciente o decreciente en su dominio. 29/3/2021 13 No es monótona en su dominio, es sectorialmente monótona o monótona a trozos. Relación entre paridad y monotonía. I) Si f es par: en intervalos simétricos respecto al origen cambia la monotonía. II) Si f es impar: en intervalos simétricos respecto al origen mantienen la monotonía. 29/3/2021 14 Operaciones con funciones: I) Operaciones algebraicas: Dadas f : A R / y = f(x) g : B R / y = g(x) Definimos: a) Suma o diferencia: f g : A B R / (f g )(x) = f (x) g (x) b) Función producto por una constante: K . f : A R / ( k . f ) (x) = K . f(x) c) Función producto: f . g : A B R / (f . g )(x) = f (x) . g (x) d) Función cociente: f / g : A B – { x / g(x) = 0 } R / (f / g )(x) = f (x) / g (x) 29/3/2021 15 Ejemplo: f/ f(x) = x2 – 4 g/g(x) = (x + 5 ) / ( x – 3 ) f : R R g : R – { 3 } R a) Obtener ( f + g )(1) = f(1) + g(1) = – 3 + ( – 3 ) = – 6 b) Definir f + g f + g : R – { 3 } R ( f + g ) (x) = f(x) + g(x) = x2 – 4 + (x + 5 ) / ( x – 3 ) c) Definir f / g f / g : R – { – 5 , 3 } R 29/3/2021 16 II ) Operaciones no algebraicas: Composición de funciones Definición: Dadas las funciones f y g se define la función compuesta f con g ( g o f ) como g o f : D(f) – { x / f (x) D(g) } R ( g o f ) = g ( f( x )) Otra forma : D ( g o f ) = { x / x A f(x) B } 29/3/2021 17 Ejemplo: Dadas f / f(x) = (x – 3 )2 ; g/g(x) = ; h / h(x) = a) Obtener ( h o f )(5) = h ( f(5)) = h ( 4 ) = 2 b) Obtener ( f o g ) (4) = f ( g(4)) = f ( 6 ) = 9 c) Obtener ( g o h )(x) = g ( h(x)) = + 4 con x > 0 d) Obtener ( h o g o f )(x) = h ( g ( f(x)))= h o g o f : R R / y = 29/3/2021 18 Descomposición en funciones simples: Función simple: es aquella en la que en su fórmula interviene una única operación. Ejemplo: f / f(x) = Cuáles serán las funciones simples que al componerlas daría esta función ? f / f(x) = f1(x) = x – 4 f2(x) = x2 f3(x) = x + 5 f4(x) = 7 / x f5(x) = x9 f(x) = ( f5 o f4 o f3 o f2 o f1 )(x)
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