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Unidad 4 TIPOS DE FUNCIONES Y OPERACIONES Tema 1 Tipos de funciones MATEMÁTICAS Profesor Igor Ernesto Díaz Subtemas Subtemas del tema 1: Subtema: 1.- Función lineal, función cuadrática Subtema: 2.- Función exponencial, función logarítmica, asíntotas Subtema: 3.- Funciones polinomiales, raíces de polinomios Subtema: 4.- Funciones racionales, asíntotas 3 Objetivo Identificar el tipo de función que es; mediante la resolución de ejercicios de funciones de una variable real. Introducción En las siguientes láminas se presentan las definiciones y gráficas de funciones crecientes, decrecientes, monotonías, acotadas y periódicas de una variable real. 4 ACTIVIDAD DE INICIO Lluvia de ideas sobre la temática de: ¿Qué tipos de funciones conoces? I. Función Lineal Es de la forma f(x) = mx + n con m : Pendiente n : Ordenada del punto de intersección entre la recta y el eje Y (coeficiente de posición). Ejemplo: La función f(x) = 5x – 3, tiene pendiente 5 e intersecta al eje Y en la ordenada -3. I. Función Lineal Análisis de la Pendiente Para saber con qué tipo de función se está trabajando, se debe analizar el signo de la pendiente. Si m < 0, entonces la función es decreciente. Si m = 0, entonces la función es constante. Si m > 0, entonces la función es creciente. I. Función Lineal I) II) X Y n m > 0 n > 0 X Y n m < 0 n > 0 X Y n m > 0 n < 0 X Y n m < 0 n < 0 III) IV) I. Función Lineal Tipos de funciones especiales: a) La función de forma f(x) = x, se reconoce como función identidad y su gráfica es: 1 2 f(x) x 1 2 -1 -1 I. Función Lineal Tipos de funciones especiales: b) La función de la forma f(x) = c, con c: Constante Real, se conoce como función constante y su gráfica es: f(x) x ● c con c > 0 f(x) x ● c con c < 0 I. Función lineal Propiedades: El dominio de la función lineal son todos los números IR. Las rectas que tienen la misma m serán paralelas. Las rectas que al multiplicar sus pendientes el producto es -1 serán perpendiculares. I. Función Lineal Evaluación de una función lineal: Dada la función f(x) = mx + n, si se busca el valor de la función para un valor cualquiera de x, basta reemplazar dicho valor, así como también si se busca el valor de x conociendo el valor de la función. Ejemplo La función que representa el valor a pagar en un taxi, después de recorridos 200m es: f(x) = 0.8x + 250 con x: cantidad de metros recorridos f(x): costo en pesos 3 km = 3000 m Entonces, el valor a pagar por un recorrido de 3 kilómetros es: f(3000) = 0.8 · 3000 + 250 = 2650 Por 3 kilómetros se pagan $2650. I. Función Lineal Si queremos saber cuántos metros recorrió una persona si pagó $2.250, se debe resolver la siguiente ecuación: 2250 = 0.8x + 250 / -250 2000 = 0.8x / :0.8 2500 = x Una persona que paga $2250. recorrió 2500 metros o 2.5 kilómetros. I. Función Lineal Construcción de una Función Lineal conocidos valores de ella: Para construir una función lineal se deben conocer dos relaciones distintas entre el valor de la variable y el valor de la función, es decir: (x , f(x )) y (x , f(x )) O bien si a f(x) le llamamos y, entonces los pares quedan: (x , y ) y (x , y ) Donde la función buscada será: 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 x2 - x1 2 1 y – y 1= y2 - y 1 (x – x 1 ) I. Función Lineal Ejemplo Si se sabe que el agua se congela a 32º F ó 0º C y hierve a 212º F ó 100º C, ¿cómo se puede expresar los ºF como función lineal de los ºC? Solución: Se tiene la siguiente información: y Cº : variable independiente (x) ºF : variable dependiente (y) (0, 32) (100, 212) x y 1 1 x y 2 2 I. Función Lineal Reemplazando en: Se tiene: Donde la función que representa los ºF respecto de ºC es. 1 1 2 1 x - x 2 1 y – y = y - y (x – x ) y – 32 = 212 – 32 (x – 0) 100 – 0 y – 32 = 180 . x 100 y = 1.8· x + 32 f(x) = 1.8· x + 32 I. Función Lineal Se le llama crecimiento aritmético a la progresión cuyos términos aumentan en una misma cantidad constante llamada diferencia. Este crecimiento aritmético gráficamente está representado por una recta con pendiente positiva. Si la pendiente es negativa se habla de un decrecimiento aritmético. Ejemplo: f (x) = 2x + 1 f (0) = 2· 0 + 1 = 1 f (1) = 2· 1 + 1 = 3 f (2) = 2· 2 + 1 = 5 f (3) = 2· 3 + 1 = 7 +2 +2 +2 I. Función Lineal Gráficamente 1 2 3 5 1 II. Función Cuadrática Son de la forma: Gráfica: Siempre es una parábola, dependiendo su forma y la ubicación de sus coeficientes a, b y c. f(x) = ax² + bx + c II. Función Cuadrática Concavidad: El coeficiente a de la función cuadrática indica si la parábola es abierta hacia arriba o hacia abajo. x y 0 x 0 y a > 0, Abierta hacia arriba a < 0, Abierta hacia abajo II. Función Cuadrática Eje de simetría y vértice: El eje de simetría es aquella recta paralela al eje Y y que pasa por el vértice de la parábola. El vértice está dado por: Vértice = -b , f -b = -b , 4ac – b² 2a 2a 2a 4a II. Función Cuadrática Además, la recta x = , corresponde al Eje de simetría. -b 2a _ b² - 4ac 4a x y · -b 2a x 0 y · _ b² - 4ac 4a -b 2a a > 0 a < 0 II. Función Cuadrática Intersección con los ejes Intersección con el eje Y El coeficiente c nos da el punto en el cual la parábola corta al eje Y. Sus coordenadas son (0, c) 0 c · y x II. Función Cuadrática Intersección con el eje X para determinar el o los puntos donde la parábola corta al eje X, es necesario conocer el valor del discriminante de la función cuadrática. Se define el discriminante como: D = b² - 4ac II. Función Cuadrática a) Si el D = 0, la parábola corta en un solo punto al eje X. 0 · Y X a > 0 (x = x , 0) 1 2 II. Función Cuadrática b) Si el D > 0, la parábola corta en dos puntos al eje X 0 · Y X a > 0 · (x ,0) y (x , 0) 1 2 II. Función Cuadrática c) Si el D < 0, la parábola no corta al eje X. 0 Y X a > 0 II. Función Cuadrática Naturaleza de las raíces de una ecuación de 2º grado Si f(x) = 0, tendremos que ax² + bx + c = 0, llamada Ecuación de 2º grado en su forma general. Toda ecuación de 2º grado posee dos soluciones, pudiendo ser reales o imaginarias, las que vienen dadas por la expresión: x = -b ±√b²- 4ac 2a x = -b ±√b²- 4ac 2a 1 x = -b ±√b²- 4ac 2a 2 Estas soluciones, raíces o ceros de la ecuación corresponden gráficamente a los puntos donde la función f(x) = ax² + bx + c corta al eje X. Estos puntos tienen como coordenadas (x ,0) y (x , 0) 1 2 II. Función Cuadrática Tipos de soluciones Dependen del valor del Discriminante Si D = 0, 2 soluciones reales iguales Si D > 0, 2 soluciones reales distintas (x y x € C, con x ≠ x ) Si D < 0, 2 soluciones imaginarias distintas (x y x € C, con x ≠ x ) D = b² - 4ac (x = y) 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2 II. Función Cuadrática Ejemplo: Sea la ecuación de 2º grado: x² + 2x – 15 = 0. ¿Cuáles son las soluciones de esta ecuación? Sabemos que las soluciones de una ecuación de 2º grado vienen dadas por En este caso a = 1 b = 2 c = -15 Luego, Luego, x = 3 x = -5 x = -b ±√b²- 4ac 2a x = -2 ±√2²- 4·1·(-15) 2·1 x = -2 ±√4- 60 2 x = -2 ±√64 2 x = -2 ±8 2 x = -2 + 8 2 1 x = -2 - 8 2 2 1 2 III. Función Exponencial Las funciones exponenciales son de la forma y= ax, siendo a>0 y a≠1. La función exponencial f con base a se define como f(x) = a Si a > 0 ^ a ≠ 1, x € IR x III. Función Exponencial Propiedades: El dominio de la función exponencial está dado por los números IR. El recorrido de la función exponencial está dado por los IR*. El punto de intersección de lafunción con el eje Y es (0, 1). La función no intercepta el eje X. III. Función Exponencial Crecimiento y decrecimiento exponencial: Si a > 1, f(x) es creciente en todo IR. Mientras más grande el número de la base, la línea estará más cerca del eje Y. III. Función Exponencial Crecimiento y decrecimiento exponencial: Si 0 < a < 1, f(x) es decreciente en IR III. Función Exponencial Ejercicio: Determinar la función que representa en número de bacterias que hay en una población después de x horas si se sabe que inicialmente había 10.000 bacterias y que la población se triplica cada una hora. Solución: Cantidad inicial = 10.000 Después de una hora = 10.000 · 3 = 30.000 Después de dos horas = 10.000 · 3 · 3 = 90.000 … Después de x horas = 10.000· 3 Por lo tanto, siendo x el número de horas que pasan desde el inicio del estudio, la cantidad de bacterias se representa por la función: f(x) = 10.000 · 3 x x IV. Función Logarítmica Son las funciones inversas de las funciones exponenciales. Si tenemos la función exponencial y=a x su función inversa es y=log a x, siendo a>0 y a≠1. Su representación es la siguiente: IV. Función Logarítmica Propiedades El dominio de la función logarítmica está dado por los números IR, la función no está definida para x ≤ 0. El punto de intersección de la función con el eje X es (1, 0). La función no intercepta el eje Y. IV. Función Logarítmica Crecimiento y decrecimiento Logarítmico: Si a > 1, f(x) = log x es creciente para x > 0. a IV. Función Logarítmica Crecimiento y decrecimiento Logarítmico: Si 0 < a < 1, f(x) = log x es decreciente para x > 0. a IV. Función Logarítmica Ejercicios: Dado los valores: log 2 = 0.3010 y log 3 = 0.4771. Entonces, en la función f(x) = log x, determine f(6). Solución: f(6) = log (6) Donde log 6 = log (2 · 3) Por Propiedad log (2 · 3) = log 2 + log 3 = 0.3010 + 0.4771 = 0.7781 Por lo tanto: Si f(x) = log x, entonces f(6) = 0.7781 IV. Función Logarítmica La Respuesta correcta es D ACTIVIDAD DE CIERRE Conclusiones y preguntas sobre la clase Utilizar el botón “levantar la mano” de Zoom, para acceder al uso del micrófono de forma ordenada. ó Realizar la pregunta por vía chat de Zoom Bibliografía Matemáticas aplicadas a la Administración y Economía, 5ta edición. Arya, Lardner, Ibarra. Pearson Education. Matemáticas para Administración y Economía, 10ma edición. Haeussler, Paul. Pearson Education. Fundamentos matemáticos para bachillerato, 3ra edición. Baquerizo, Ramos, Carrión. ESPOL. Haeussler Jr, Ernest f; Paul, Richard s; Wood, Richard J. (2015). Matemáticas para Administración y Economía. México: Pearson, (4 Ejemplares disponibles en Biblioteca). DIDACTICA DE LAS MATEMATICAS. : EDITORIAL BONUM, (1 Ejemplar disponible en Biblioteca) 43 image2.png image3.png image4.png image5.png image6.jpeg image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image1.png
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