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Derivada de una Función Previo al estudio de derivadas repasemos el concepto de pendiente de una renta, recta secante y recta tangente. Pendiente de una recta: nos muestra la inclinación de una recta respecto al eje horizontal : m = 𝑦2 −𝑦1 𝑥2 −𝑥1 Recta Secante: es una recta que corta a una curva en 2 puntos. Consideremos la función y = f(x) y un punto A perteneciente a la función de coordenadas A = (x, f(x)). Si por la curva de la función marcamos de forma arbitraria otro punto B, podemos definir de forma explícita la recta que pasa por estos dos puntos. Recta Tangente: Djimos anteriormente que Recta Secante: es una recta que corta a una curva en 2 puntos. Conforme estos puntos se acercan y su distancia se reduce a cero, la recta adquiere el nombre de recta tangente. Derivada de una Función en un punto Definición : Se llama derivada de una función f en un punto, al límite del cociente incremental cuando el incremento de la variable independiente tiende a cero. Es decir, una función se dice que es derivable en un punto de su dominio, si existe el límite del cociente incremental. Simbólicamente se expresa: o Las relaciones anteriores representan la rapidez instantánea de cambio o tasa instantánea de cambio en la variable dependiente cuando se opera un cambio en la variable independiente. Luego la derivada Es la pendiente de la recta tangente t. Concepto geométrico de derivada La Derivada de una función es la pendiente de una recta tangente a una curva en un punto dado. Ejemplo de funciones no derivables en un punto, donde no se Puede definir la pendiente de la recta tangente: Teoremas sobre Derivadas * Si c es una constante y f una función definida por f(x) = c para toda x, entonces f’(x) = 0 * Si f definida por f(x) = x es la función identidad entonces f’(x) = 1 * Si f está definida por f(x) = u + v , donde u y v representan funciones derivables de x, entonces f’(x) = u’+ v’ * Si c es una constante, v es una función derivable en x, y f es la función definida por f(x) = cv, entonces f’(x) = cv’ * Si u y v son dos funciones derivables en la variable x y si la función f está definida por f(x) = uv, entonces f’(x) = u’v + u v’ * Si la función f se define como f(x) = u/v, siendo u y v dos funciones de la variable x y tal que la función v no se anule, entonces * Si n es un valor constante, v es una función derivable de x y la función f se define como f(x) = vn, entonces f’(x) = n.vn-1.v’ * La derivada de una función compuesta y = f(u(x)) con respecto de x es igual al producto de la derivada de y con respecto de u por la derivada de u con respecto de x., es decir: o Algunas Derivadas usuales: Derivada de la función logaritmo natural Derivada de la función potencial Derivada de la función exponencial de base e Derivada de la función seno Derivadas sucesivas de una función Cuando derivamos una función y = f(x), obtenemos como resultado y = f´(x), podemos derivar nuevamente la función derivada y así obtener f´´(x), llamada segunda derivada. Ejemplo de cómo calcular la segunda derivada Calcular la segunda derivada de 𝑓(𝑥)=𝑥4 f´(x)=4 𝑥3 f´´(x) =12𝑥2 Resumen La derivada de una función es un concepto fundamental en el cálculo y tiene una amplia gama de aplicaciones en matemáticas, ciencias naturales, ingeniería y economía. En términos simples, la derivada de una función describe cómo cambia la función en un punto dado. Este concepto es crucial para comprender el comportamiento de las funciones en diferentes contextos y para resolver una variedad de problemas en diversas disciplinas. La derivada de una función se denota comúnmente como f'(x) o dy/dx, donde f es la función y x es la variable independiente. La derivada se define como el límite de la tasa de cambio promedio de la función a medida que el intervalo considerado se hace cada vez más pequeño. Matemáticamente, esto se expresa como: f'(x) = lim(h->0) [f(x + h) - f(x)] / h Esta expresión representa la tasa de cambio instantáneo de la función en el punto x. En otras palabras, la derivada nos dice cuánto está cambiando la función en un punto específico. La interpretación geométrica de la derivada es el concepto de pendiente de la recta tangente a la curva de la función en un punto dado. La pendiente de esta recta tangente es igual a la derivada de la función en ese punto. Esto significa que la derivada nos proporciona información sobre la inclinación o la pendiente de la curva en un punto específico. Existen diferentes reglas y técnicas para calcular derivadas, que incluyen la regla de potencia, la regla del producto, la regla del cociente, la regla de la cadena, entre otras. Estas reglas nos permiten encontrar la derivada de funciones más complejas combinando las derivadas de funciones más simples. Las derivadas tienen varias aplicaciones importantes en matemáticas y en otros campos. Por ejemplo, en física, la derivada se utiliza para describir la velocidad y aceleración de un objeto en movimiento. En economía, las derivadas se utilizan para analizar el cambio en las funciones de demanda y oferta. En ingeniería, las derivadas son fundamentales para comprender el comportamiento de sistemas dinámicos y para resolver problemas relacionados con el cambio y la variación. Además, las derivadas tienen aplicaciones en optimización, donde se utilizan para encontrar máximos y mínimos de funciones. La derivada nos proporciona información sobre cómo cambia una función alrededor de un punto crítico, lo que es crucial para determinar si ese punto es un máximo o un mínimo. Otro concepto relacionado con la derivada es la integral, que es el proceso inverso de la derivación. Las integrales se utilizan para calcular áreas bajo curvas, volúmenes de sólidos y otras cantidades importantes en matemáticas y ciencias aplicadas. En resumen, la derivada de una función es un concepto fundamental en matemáticas que nos proporciona información sobre cómo cambia una función en un punto dado. Su interpretación geométrica como pendiente de la recta tangente y sus diversas aplicaciones en diferentes campos hacen que la derivada sea un tema central en el estudio del cálculo y una herramienta invaluable para comprender el mundo que nos rodea. Diapositiva 1 Diapositiva 2: Previo al estudio de derivadas repasemos el concepto de pendiente de una renta, recta secante y recta tangente. Diapositiva 3 Diapositiva 4: Recta Tangente: Diapositiva 5 Diapositiva 6 Diapositiva 7 Diapositiva 8 Diapositiva 9 Diapositiva 10 Diapositiva 11 Diapositiva 12: Resumen Diapositiva 13 Diapositiva 14 Diapositiva 15 Diapositiva 16 Diapositiva 17
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