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Estudio de Funciones
1º Dominio de Definicion = Df
f(x) =
h(x)
g(x)
AA f existe si y solo si h(x) ! 0
f(x) = h(x)2n
AA f existe si y solo si h(x) $ 0
f(x) = loga h(x)6 @ AA f existe si y solo si h(x) 2 0
f(x) = arcsen h(x)6 @ AA f existe si y solo si - 1 # h(x) # 1
f(x) = arccos h(x)6 @ AA f existe si y solo si - 1 # h(x) # 1
f(x) = arctag h(x)6 @ AA f existe siempre Df = Dh
f(x) = h(x)6 @g(x)
AA f existe si y solo si h(x) 2 0
2º Simetria o periocidad
1º f(- x) = f(x) ( f es una funcion par
2º f(- x) =- f(x) ( f es una funcion impar
3º f(x + a) = f(x) ( f es una funcion periodica de periodo a
3º Continuidad
a f es continua en a , lim
x"a
f(x) = f(a) = n d R
b f es continua en a , lim
x"a+
f(x) = lim
x"a-
f(x) = f(a) = n d R
la b se utiliza en funciones a trozos,tambien para ver si la funcion
es continua o no en el punto que esta excluido del dominio de definicion
casos de continuidad evitable
1 lim
x"a
f(x) ! f(a)
2 lim
x"a
f(x) = n y f(a) no existe
Teorema de BOLZANO
si
f a^ h es de distinto signo que f b^ h
f x^ h es continua en a,b6 @
( ( 7 c d a,b@ 6tal que f c^ h = 0
4º Derivabilidad
para que una funcion sea derivable en x = a antes tiene que ser continua en x = a
lf a^ h = lim
x"a x - a
f x^ h - f a^ h
ó
lf a-^ h = lim
h"0- h
f a + h^ h - f a^ h
lf a+^ h = lim
h"0+ h
f a + h^ h - f a^ hZ
[

]]]]]]
]]]]]]
si lf a+
^ h = lf a-
^ h & f es derivable en a
f derivable en a & f continua en a
f continua en a ( f derivable en a
en lo ultimo de este resumen de funciones se encuentra la tabla de derivadas
que habra que memorizar muy bien porque seran muy valiosos para los integrales
5º Corte con los ejes
** corte con el eje y
x = 0 , y = f(0)
** corte con el eje x
y = 0 , f(x) = 0 se resuelve sacando los valores de x
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
Algunos casos particulares
si y = h(x)n
; y = 0 , h(x) = 0
si y = loga h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 1
si y = sen h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = kr k d Z
si y = cos h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) =!
2
r + 2kr k d Z
si y = tag h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) =
h(x) = kr k d Z
h(x) !!
2
r + 2kr k d Z
*
si y = arcsen h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 0
si y = arccos h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 1
si y = arctan h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 0
6º Asintotas
*** Asintotas verticales
se fija en los puntos que estan excluidos de D f por ejemplo D f = R - a" ,
pues si lim
x"a
f(x) = 3 ( x = a es la asintota vertical
se calcula :
lim
x"a+
f(x) =+3 ; lim
x"a-
f(x) =+3 asi ver el sentido de la curva respecto a la asintota vertical
(ver imagen de abajo para entenderlo).
- -
lim
x"a-
f(x) =+3 lim
x"a+
f (x) =+3
$ asintota vertical
a eje x
lim
x"a+
f(x) =-3 ; lim
x"a-
f(x) =-3 asi ver el sentido de la curva respecto a la asintota vertical
(ver imagen de abajo para entenderlo).
a eje x
$ asintota vertical
lim
x"a-
f(x) =-3 lim
x"a+
f (x) =-3
. .
** Asintota horizontal
se calcula (lim
x"3
f(x) = a ; a d R) ( y = a es la asintota horizontal
** Posicion de la curva respecto a la asintota Horizontal
si lim
x"+3
(f(x) - a) = b 1 0 & la curva va por debajo de la asintota cuando x "+3
si lim
x"-3
(f(x) - a) = b 1 0 & la curva va por debajo de la asintota cuando x "-3
(ver imagen de abajo para entenderlo)
Y
lim
x"-3
(f(x) - a) = b 1 0 lim
x"+3
(f(x) - a) = b 1 0
a
$ asintota Horizontal
X
eje y
eje y
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
si lim
x"+3
(f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "+3
si lim
x"-3
(f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "-3
(ver imagen de abajo para entenderlo)
Y
lim
x"-3
(f(x) - a) = b 2 0 lim
x"+3
(f(x) - a) = b 2 0
a
$ asintota Horizontal
X
Los puntos de corte entre f x^ hy la asintota horizontal es: calcular f x^ h = a & x = c & c,f c^ h^ hes el punto de corte.
** Asintota Oblicua
si a = 3 , es decir lim
x"3
f(x) = 3 & no hay asintota horizontal asin que habra que estudiar
la asintota oblicua que es de la forma y = mx + n tal que
m = lim
x"3 x
f(x)
; m ! 0 ; m ! 3
n = lim
x"3
(f(x) - mx) ; n ! 3
Z
[

]]]]]
]]]]]
si
n = lim
x"3
f x^ h - mx6 @ = 3 & la curva tiene una rama parabolica de direccion la recta y = mx
m = lim
x"3 x
f(x)
= 0 & la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje ox
m = lim
x"3 x
f(x)
= 3 & la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy
Z
[

]]]]]]]]
]]]]]]]]
*** Aveces es mejor hallar los puntos de corte entre la curva y la asintota oblicua que se hace de la
seguiente manera:
y = mx + n
y = f x^ h
' ( f x^ h = mx + n & x = c & c,f c^ h^ h es el punto de corte
*** Siempre hay que calcular la posicion de la curva respecto a la asintota oblicua
f x^ h - mx + n^ h 2 0 & la curva esta por encima de la asintota oblicua
o bien
lim
x"+3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0 ; lim
x"-3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0
lim
x"+3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0
X
$ asintota oblicua y = mx + n
lim
x"-3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0
f x^ h - mx + n^ h 1 0 & la curva esta por debajo de la asintota oblicua
o bien
lim
x"+3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0 ; lim
x"-3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0
lim
x"+3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0
X
asintota oblicua y = mx + n "
lim
x"-3
f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0
Observacion:
** si hay asintota horizontal & no hay oblicua
** si no hay asintota horizontal & puede que haya oblicua
Y
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
7º Monotonia,Puntos criticos
Maximo,Minimo,Creciente y Decreciente
Supongamos que D f = R - b" ,
1 hallaremos lf x^ h
2 calcular lf x^ h = 0 ( x = a
3 hacer la tabla donde aparecen todos los valores excluidos de D f y los que anulan lf x^ h_ i
x - 3 a b + 3 se coge un nº de los intervalos
lf x^ h 5 0 6 5 y se remplaza en lf x^ hpara ver si es
f x^ h 3 f a^ h 4 3 +& f es creciente 3
a,f a^ h^ h maximo -& f es decreciente 4
x - 3 a b + 3
lf x^ h 6 0 5 5
f x^ h 4 f a^ h 3 3
a,f a^ h^ h minimo
** si lo que queremos es hallar sólo los maximos y minimos
1 calcular lf x^ h
2 lf x^ h = 0 ( x = a
3 hallar mf x^ h,luego si
** mf a^ h 1 0 ( a,f a^ h^ hes un maximo
** mf a^ h 2 0 ( a,f a^ h^ hes un minimo
** mf a^ h = 0 y nf a^ h ! 0 ( a,f a^ h^ hes un punto de inflexion
** Ahora si nf a^ h = 0
......asi sucesivo
f
4
a^ h 2 0 ( a,f a^ h^ hminimo
f
4
a^ h 1 0 ( a,f a^ h^ hmaximo
*
8º Concavidad,Punto inflexion
1 calcular mf x^ h
2 hallar los valores que anulen mf x^ h = 0 ( x = a
3 ponemos la tabla de signos de mf x^ h donde aparecen los valores que anulen mf x^ h y los valores que s D f
* en los intervalos donde mf x^ h 2 0 & f x^ hdirige su concavidad hacia la parte + del eje oy
* en los intervalos donde mf x^ h 1 0 & f x^ hdirige su concavidad hacia la parte - del eje oy
a,f a^ h^ h es el punto de inflexion donde hay cambio de concavidad^ h
x - 3 b a + 3
mf x^ h 5 5 0 6
f x^ h , , f a^ h +
a,f a^ h^ h es el punto de inflexion
porque hay cambio de concavidad
** Ecuacion de la recta tangente en x = a
y - f a^ h = lf a^ h x - a^ h A pendiente de la recta es mt = lf a^ h
** Ecuacion de la recta Normal en x = a
y - f a^ h =
lf a^ h
-1
x - a^ h A pendiente de la recta es mn =
lf a^ h
-1
** Observación: mt .mn =- 1
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** ** Observación
** nos dan un punto a,b^ h por el que pasa la funcion f x^ h ( f a^ h = b
** extremo en x = a ( lf a^ h = 0
** extremo en a,b^ h ( lf a^ h = 0 y f a^ h = b
** punto de inflexion en x = a ( mf a^ h = 0
** punto de inflexion en a,b^ h ( mf a^ h = 0 y f a^ h = b
-----------------------------------
Aprended la tabla de derivadas como si fuera 1 + 1 = 2
Tabla de Derivadas
1 y = k cte^ h ( ly = 0
2 y = f x^ h6 @n
( ly = n. f x^ h6 @n-1
. lf x^ h
3 y = k.f x^ h ( ly = k. lf x^ h
4 y = f x^ h ! g x^ h ( ly = lf x^ h ! lg x^ h
5 y = f x^ h.g x^ h ( ly = lf x^ h.g x^ h + f x^ h. lg x^ h
6 y =
g x^ h
f x^ h
( ly =
g x^ h6 @2
lf x^ h.g x^ h - f x^ h. lg x^ h
7 y = fog x^ h ( ly = lf og x^ h6 @. lg x^ h
8 y = f-1
x^ h ( ly =
lf of-1
x^ h
1
9 y = loga
f x^ h ( ly =
f x^ h
lf x^ h
Ln a^ h
1
10 y = a
f x^ h
( ly = a
f x^ h
. lf x^ h.Ln a^ h
11 y = e
f x^ h
( ly = e
f x^ h
. lf x^ h
12 y = senf x^ h ( ly = cosf x^ h. lf x^ h
13 y = cosf x^ h ( ly =- senf x^ h. lf x^ h
14 y = tagf x^ h ( ly =
cos
2
f x^ h
1
lf x^ h = 1 + tag
2
f x^ h6 @. lf x^ h
15 y = cotgf x^ h ( ly =
sen
2
f x^ h
-1
lf x^ h =- 1 + cotg
2
f x^ h6 @. lf x^ h
16 y = arcsenf x^ h ( ly =
1 - f x^ h6 @2
1
lf x^ h
17 y = arcosf x^ h ( ly =
1 - f x^ h6 @2
-1
lf x^ h
18 y = arctagf x^ h ( ly =
1 + f x^ h6 @2
1
lf x^ h
19 y = arcotgf x^ h ( ly =
1 + f x^ h6 @2
-1
lf x^ h
20 y = f x^ h6 @g x^ h
A para esta formula se utiliza eLna
= a
asi que y = eln f x^ h7 A
g x^ h
= eg x^ hLnf x^ h
AA solo queda aplicar formulas anteriores
Ahora veremos algunos ejercicios de distinta clase para saber como resolverlos.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
EJERCICIOS RESUELTOS
1 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x + 1
x - 2^ h2
2 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x
Lnx
y halla el area comprendida
entre f(x) y el eje ox comprendida entre 1 # x # e.
3 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x - 1
x + 1
4 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
4 - x
2
x
5 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = 2x
2
+ 4x^ h.e-x
y halla el area limitada por la curva
de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6
Hallar las ecuaciones de la tangente y la normal a la curva en el punto de abscisa x = 0
6 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =!
x
2 - x
7 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = x
2x
8 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x
2
+ 2x + 4
x + 1
y halla el area comprendida
entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2.
9 Ejercicio:
sea f una función numerica de variable real x definida por f x^ h =
1 - x
1 + x
a Estudie la función f y haz la grafica de la función
b Calcule
1 - x
dx
2
4
#
c Halla el area de la curva limitada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4
10 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 2x
2
- 3x + 1^ h
Halla el area comprendida entre f x^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x =
2
3
y x = 4
11 Ejercicio:
Sea f:
2
-r
,
2
3rB 8$ R tal que f x^ h =
1 + senx
cosx
** a estudiar la función y representar la grafica.
** b ecuación de la recta tangente y la normal en el punto de abscisa x =
2
r
** c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x =
2
r
12 Ejercicio:
Sea f: -r,r6 @ $ R tal que f x^ h =
1 - cosx
1 + cosx
Estudiar y graficar la función.
13 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = x
2
- 2x
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
14 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = x
2
e
x
Calcula el Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = e.x
15 Ejercicio:
f: 0, + 36 6$ R / f x^ h =
f 0^ h = 0 si x = 0
xLnx si x 2 0
%
a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 36 6
b estudiar la función y construir la fráfica de f
c ecuacion de la recta tangente en x = 1
d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f
16 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln senx^ h
17 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
1 - cosx
cos 2x^ h + sen
2
x
18 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 3x
2
- x - 2
19 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
cx + d si x d -2,
2
-1B 8
ax + b si x d
2
-1
,1B 8
x
2
+ x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
a halla los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R
¿es derivable para los valores hallados?
b estudia la función con los valores hallados.
Pasos a seguir para la construcción de la curva
1º Dibujar los ejes luego señalizar D f y los puntos de corte con los ejes.
2º Dibujar las asintotas y el sentido de la curva y su posición respecto a la asintotas.
3º señalizar puntos maximos,minimos, y puntos de inflexión.
4º trazar los intervalos de crecimiento y decrecimiento.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
1 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x + 1
x - 2^ h2
** Campo de existencia = dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si x + 1 ! 0 , x !- 1
luego D f = R - -1" ,
** simetria
f -x^ h =
-x + 1
-x - 2^ h2
!! f x^ h , luego f(x) no es ni par ni impar
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 (
x + 1
x - 2^ h2
= 0 ( x - 2^ h2
= 0 ( x = 2
luego 2,0^ h es el punto de corte de la funcion con el eje x
- Eje y ( x = 0 ( y =
0 + 1
0 - 2^ h2
( y = 4
luego 0,4^ h es el punto de corte de la funcion con el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"3
f(x) = lim
x"3 x + 1
x - 2^ h2
= lim
x"3 x + 1
x
2
- 4x + 4
a k = lim
x"3 x
x
2
= lim
x"3
x =
lim
x"-3
x =-3
lim
x"+3
x =+3
*
como el limite no es un nº real finito ( no hay asintota horizontal
- Asintotas vertical (se fija en D f)
lim
x"-1
f(x) = lim
x"-1 x + 1
x - 2^ h2
=
lim
x"-1- x + 1
x - 2^ h2
=
0-
9
=-3
lim
x"-1+ x + 1
x - 2^ h2
=
0+
9
=+3
Z
[

]]]]]]
]]]]]]
- Asintotas oblicuas y ramas parabolicas
una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo
n = lim
x"3
f(x) - mx6 @
m = lim
x"3 x
f(x)Z
[

]]]]]
]]]]
m = lim
x"3 x
f(x)
= lim
x"3 x
x + 1
x - 2^ h2
= lim
x"3 x
2
+ x
x - 2^ h2
= lim
x"3 x
2
+ x
x
2
- 4x + 4
= lim
x"3 x
2
x
2
= lim
x"3
1 = 1 = m
n = lim
x"3
f(x) - mx6 @ = lim
x"3 x + 1
x - 2^ h2
- x; E = lim
x"3 x + 1
x
2
- 4x + 4 - x
2
- x
= lim
x"3 x
-5x
= -5 = n
luego la asintota oblicua es y = x - 5
Puntos de corte entre la curva y la asintota oblicua
y = x - 5
y =
x + 1
x - 2^ h2
*
(
x + 1
x - 2^ h2
= x - 5 , x
2
- 4x + 4 = x
2
- 4x - 5 , 4 =- 5 A absurdo
esto implica que la curva no corta la asintota oblicua
Posición de la curva respecto a la asintota oblicua
lim
x"3
f(x) - y6 @ = lim
x"3 x + 1
x - 2^ h2
- x - 5^ h; E = lim
x"3 x + 1
x
2
- 4x + 4 - x
2
+ 4x + 5
= lim
x"3 x + 1
9
= lim
x"3 x + 1
9
=
lim
x"-3 x + 1
9
= 0- $ f(x) esta por debajo de la asintota oblicua cuando x "-3
lim
x"+3 x + 1
9
= 0+ $ f(x) esta por encima de la asintota oblicua cuando x "+3
Z
[

]]]]]
]]]]
** Maximos,Minimos,int ervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) =
x + 1
x - 2^ h2
( lf x^ h =
x + 1^ h2
2 x - 2^ h x + 1^ h - x - 2^ h2
=
x + 1^ h2
2 x
2
- x - 2^ h - x
2
+ 4x - 4
=
x + 1^ h2
x
2
+ 2x - 8
lf x^ h = 0 & x
2
+ 2x - 8 = 0 T = 4 - 4.1. -8^ h = 36 & T = 6
x1 =
2
-2 - 6
=- 4 ( y =
-3
-6^ h2
=- 12
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
x2 =
2
-2 + 6
= 2 ( y =
3
0
= 0
Ahora toca hacer la tabla donde aparecen los valores que anulan lf y los excluidos de D f
x - 3 - 4 - 1 2 + 3 los signos se hallan cogiendo valores
lf x^ h + 0 - - 0 + al azar de los intervalos
f(x) 3 - 12 4 4 0 3
lf -5^ h =
16
7
2 0 A+ ; lf -2^ h =
1
-8
1 0 A- ; lf 0^ h =- 8 1 0 ; lf 3^ h =
16
7
2 0 A+
punto -4, - 12^ h es un maximo , punto 2,0^ h es un minimo
** Puntos de inf lexión y concavidad.
lf (x) =
x + 1^ h2
x
2
+ 2x - 8
( mf x^ h =
x + 1^ h4
2x + 2^ h x + 1^ h2
- 2 x
2
+ 2x - 8^ h x + 1^ h
=
x + 1^ h3
18
mf x^ h = 0 ,
x + 1^ h3
18
= 0 ( 18 = 0 absurdo , luego no hay ningún valor que anule mf x^ h
Ahora toca hacer la tabla donde aparecen los valores que anulan mf y los excluidos de D f
x - 3 - 1 + 3
mf x^ h - +
f x^ h + ,
si mf (x) 2 0 & f(x) dirige su concavidad hacia la parte + del eje oy
si mf (x) 1 0 & f(x) dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
2 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x
Lnx
y halla el area comprendida
entre f(x) y el eje ox comprendida entre 1 # x # e.
** Campo de existencia = dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si
x 2 0
x ! 0
$ ( x ! R*
+
Luego D f = R*
+
** simetria
f -x^ h =
-x
Ln -x^ h
!- f(x) asi que f(x) no es ni par ni impar
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
x
Lnx
= 0 , Lnx = 0 , x = 1
luego 1,0^ hes el punto de corte entre la curva y el eje x
- Eje y ( x = 0 g D f
luego la funcion f(x) no corta el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"+3
f(x) = lim
x"+3 x
Lnx
=
+3
+3 forma indeterminada,aplicando l´hopital
lim
x"+3
f(x) = lim
x"+3 1
x
1
= lim
x"+3 x
1
=
+3
1
= 0
+
nos indica que la curva esta encima de la asintota^ h
y = 0 es la asintota horizontal
- Asintotas vertical (se fija en D f= 0, + 3@ 6)
lim
x"0+
f(x) = lim
x"0+ x
Lnx
= lim
x"0+ x
1
Lnx =+3. -3^ h =-3
- Asintotas oblicuas no hay al haber asintota horizontal^ h
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) =
x
Lnx
( lf (x) =
x
2
x
1
x - Lnx
=
x
2
1 - Lnx
lf (x) = 0 ,
x
2
1 - Lnx
= 0 , 1 - Lnx = 0 , Lnx = 1 , x = e
x 0 e + 3 lf (1) = 1 2 0 A +
lf (x) + 0 - lf (e
2
) =
e
4
-1
1 0 A -
f(x) 3
e
1
4
como se observa en la tabla e,
e
1
` j es el punto maximo
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) =
x
2
1 - Lnx
( mf (x) =
x
4
x
-1
x
2
- 2x 1 - Lnx^ h
=
x
4
-x - 2x 1 - Lnx^ h
=
x
3
-3 + 2Lnx
mf (x) =
x
3
-3 + 2Lnx
= 0 ,- 3 + 2Lnx = 0 , Lnx =
2
3
, x = e 2
3
= e
3
y f(e 2
3
) =
e 2
3
Lne 2
3
=
2 e
3
3
luego el punto de inf lexion es ( e
3
,
2 e
3
3
)
x 0 e
3
+ 3
mf (x) - 0 + asi que e
3
,
2 e
3
3
c m es el punto de inflexión
f(x) +
concava
S 2 e
3
3
,
convexa
S que es donde hay cambio de concavidad.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** Calculo del Area.
Area = f(x).dx =
1
e
# x
Lnx
.dx
1
e
# Integrando por partes
dv =
x
1
dx & v = Lnx
u = Lnx & du =
x
1
dx
* & Area =
x
Lnx
.dx
1
e
# = Lnx^ h2
6 @1
e
-
x
Lnx
.dx
1
e
#
Area = Lnx^ h2
- Area , 2.Area = Lnx^ h2
, Area =
2
Lnx^ h2
; E
1
e
=
2
1 - 08 B =
2
1
u
2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
3 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x - 1
x + 1
** Campo de existencia
f x^ h esxiste si y sólo si
x - 1 ! 0
x - 1
x + 1
$ 0
*
,
x ! 1
x - 1
x + 1
x - 1
x - 1
$ 0)
,
x ! 1
x - 1^ h2
x
2
- 1
$ 0
*
,
x ! 1
x
2
- 1 $ 0%
,
x ! 1
x
2
$ 1
% , x
2
= 1 +
x =- 1
x = 1
$ luego x - 3 - 1 1 + 3
x
2
$ 1 # 1 $ 1
Por último Df = -3, - 1@ @, 1, + 3@ 6
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
x - 1
x + 1
= 0 ,
x - 1
x + 1
= 0 , x + 1 = 0 , x =- 1
la curva corta el eje x en el punto -1,0^ h
- Eje y ( x = 0 g Df lo que significa que la curva no corta el eje de ordenadas.
** Asintotas
- Asintota Horizontal.
lim
x"3
f(x) = lim
x"3 x - 1
x + 1
= lim
x"3 x - 1
x + 1
` j = lim
x"3 x
x
= 1_ i = 1
luego la asintota horizontal es y = 1
- Posición de la curva respecto a la asintota horizontal
lim
x"3
f(x) - y6 @ = lim
x"3 x - 1
x + 1 - 1: C = lim
x"3 x - 1
x + 1 - 1a k
x - 1
x + 1 + 1
x - 1
x + 1 + 1
J
L
KKKKKKKK
N
P
OOOOOOOO
R
T
SSSSSSSSS
V
X
WWWWWWWWW
= lim
x"3
x - 1
x + 1 + 1
x - 1
x + 1 - 1
J
L
KKKKKKK
N
P
OOOOOOO
R
T
SSSSSSSSS
V
X
WWWWWWWWW
lim
x"3
x - 1
x + 1 + 1
x - 1
2J
L
KKKKKKK
N
P
OOOOOOO
R
T
SSSSSSSSS
V
X
WWWWWWWWW
=
lim
x"-3
x - 1
x + 1 + 1
x - 1
2J
L
KKKKKKK
N
P
OOOOOOO
R
T
SSSSSSSSS
V
X
WWWWWWWWW
lim
x"+3
x - 1
x + 1 + 1
x - 1
2J
L
KKKKKKK
N
P
OOOOOOO
R
T
SSSSSSSSS
V
X
WWWWWWWWW
Z
[

]]]]]]]]]]]
]]]]]]]]]]]
=
lim
x"-3 2
0-
` j8 B
lim
x"+3 2
0+
a k: C
Z
[

]]]]]
]]]]]
= 0- U la curva esta debajo de la asintota
0+ U la curva esta encima de la asintota'
- Asintota vertical. se fija en D f " valores del borde de dominio^ h
lim
x"1+ x - 1
x + 1: C = lim
x"1+ 0
+
2
: C =+3 luego x = 1 es la asintota vertical
- Asintota oblicua. no hay oblicua porque hay asintota horizontal
** Maximos,Minimos,puntos de crecimiento y decrecimiento.
f x^ h =
x - 1
x + 1
( lf (x) =
2
1
x - 1
x + 1
` j 2
-1
x - 1^ h2
x - 1^ h - x + 1^ h
< F =
x - 1^ h2
-1
x + 1
x - 1
# 0 porque
x + 1
x - 1
$ 0 y
x - 1^ h2
-1
1 0
luego f(x) es decreciente en todo D f,y como se ve lf (x) no esta definida en x = 1
lim
x"-1-
lf (x) = lim
x"-1- x - 1^ h2
-1
x + 1
x - 1
=
4
-1
0-
-2
=
4
-1 +3^ h =-3
esto nos indica que la curva tiene una tangente vertical en el punto -1,0^ h
x - 3 - 1 1 + 3
lf (x) - -
f(x) 4 0 4
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
4 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
4 - x
2
x
** Campo de existencia
f x^ h esxiste si y sólo si 4 - x
2
2 0 , x
2
1 4 ,- 2 1 x 1 2
luego D f = -2,2@ 6
** simetria
f -x^ h =
4 - -x^ h2
-x
=
4 - x
2
-x
=- f(x) ( f es una función impar
posee una simetria rotacional con respecto al origen de coordinadas^ h
asi que es mas que suficiente hacer un estudio en el intervalo 0,26 6
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
4 - x
2
x
= 0 , x = 0
luego el 0,0^ h es el punto de corte entre la curva y el eje de las abscisas X
- Eje y ( x = 0 ( y =
4 - 0
2
0
= 0
luego el 0,0^ h es el punto de corte entre la curva y el eje de las ordenadas Y
** Asintotas
- Asintotas horizontales: no hay ( ya que la funcion no esta definida en los 3)
- Asintotas oblicuas: no hay ( ya que la funcion no esta definida en los 3)
- Asintotas vertical (se fija en D f en los bordes , los limites)
como la funcion es impar y el D f se ha reducido a la mitad 0,26 6basta en hallar
lim
x"2-
f(x) = lim
x"2- 4 - x
2
x
=
0+
2
=+3 ( x = 2 es asintota vertical
y como la funcion es impar ( lim
x"-2+
f(x) =-3 ( x =- 2 es asintota vertical
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) =
4 - x
2
x
, f(x) = x. 4 - x
2
^ h 2
-1
( lf x^ h = 4 - x
2
^ h 2
-1
+ x.
2
-1` j 4 - x
2
^ h 2
-3
-2x^ h
, lf x^ h =
4 - x
2
1 +
4 - x
2
^ h 4 - x
2
x
2
=
4 - x
2
1
1 +
4 - x
2
^ h
x
2
; E haciendo division de polinomios
x
2
4 - x
2
g
x
2
- 4 - 1 asi que
4 - x
2
^ h
x
2
=- 1 +
4 - x
2
4
----
4
luego lf x^ h =
4 - x
2
1
4 - x
2
4
= 4 4 - x
2
^ h-1
4 - x
2
^ h 2
-1
= 4 4 - x
2
^ h 2
-3
=
4 - x
2
^ h3
4
2 0
( f(x) es creciente en todo el intervalo
- Tabla de valores:
x - 2 2
lf x^ h +
f(x) 3
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) = 4 4 - x
2
^ h 2
-3
( mf x^ h = 4.
2
-3` j -2x^ h 4 - x
2
^ h 2
-5
=
4 - x
2
^ h5
12x
mf x^ h = 0 ,
4 - x
2
^ h5
12x
= 0 , 12x = 0 , x = 0 ( f 0^ h = 0
x - 2 0 2 mf -1^ h =
3
5
-12
1 0
mf x^ h - 0 + mf 1^ h =
3
5
12
2 0
f x^ h + 0 ,
en el intervalo -2,0@ @ f(x) dirige su concavidad hacia la parte negativa del eje oy.
en el intervalo 0,26 6 f(x) dirige su concavidad hacia la parte positiva del eje oy.
el punto 0,0^ h es el punto de inf lexión de la curva
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
5 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = 2x
2
+ 4x^ h.e-x
y halla el area limitada por la curva
de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6
Hallar las ecuaciones de la tangente y la normal a la curva en el punto de abscisa x = 0
** Campo de existencia = dominio de definición
f x^ h esxiste para 6 x d R,luego D f = R
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 , 2x
2
+ 4x^ h.e-x
= 0 , x 2x + 4^ h = 0 ,
2x + 4 = 0
x = 0
$ ,
x =- 2
x = 0
$
asi que la curva corta el eje x en 0,0^ h y -2,0^ h
- Eje y ( x = 0 ( y = 0
asi que la curva corta el eje y en 0,0^ h
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"3
f(x) = lim
x"3
2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @ =
lim
x"-3
2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @ " B
lim
x"+3
2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @ " A
*
A = lim
x"+3
2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @ =+3.0 F.I (forma indeterminada)
lim
x"+3
2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @ = lim
x"+3 e
x
2x
2
+ 4x^ h
; E =
+3
+3
F.I aplicando la regla de l´Hopital queda asi
lim
x"+3 e
x
4x + 4^ h
; E =
+3
+3
F.I aplicando la regla de l´Hopital^ h = lim
x"+3 e
x
4
8 B = 0+
" asintota horizontal en eje x +
y significa que la curva esta encima del ox +
B = lim
x"-3
2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @ = lim
x"-3
x
2
2 +
x
4
` j.e-x
8 B =+3. + 3 =+3 " no hay asintota horizontal en eje x -
- Asintotas vertical (se fija en D f) en los valores excluidos,como no hay ( no hay asintota vertical
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = 2x
2
+ 4x^ h.e-x
( lf x^ h = 4x + 4^ h.e-x
- 2x
2
+ 4x^ h.e-x
= -2x
2
+ 4^ h.e-x
lf x^ h = 0 , -2x
2
+ 4^ h.e-x
= 0 ,- 2x
2
+ 4 = 0 ,
x =- 2 $ f(- 2) = 4 - 4 2^ he
2
x = 2 $ f( 2) = 4 + 4 2^ he- 2
=
)
x - 3 - 2 2 + 3 lf -2^ h = -8 + 4^ he
2
=- 4e
2
1 0
lf x^ h - 0 + 0 - lf 0^ h = 4 2 0
f x^ h 4 2,35 3 -6,81 4 lf 2^ h =- 4e-2
1 0
punto - 2,2,35^ h es un minimo , punto 2, - 6,81^ h es un maximo
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) = -2x
2
+ 4^ h.e-x
( mf x^ h =- 4x.e-x
- -2x
2
+ 4^ h.e-x
= 2x
2
- 4x - 4^ h.e-x
mf x^ h = 0 , 2x
2
- 4x - 4 = 0 , x
2
- 2x - 2 = 0 ,
x =
2
2 - 2 3
= 1 - 3 .- 0,73 $ f 1 - 3^ h c- 3,86
x =
2
2 + 2 3
= 1 + 3 . 2,73 $ f 1 + 3^ h c 1,683
Z
[

]]]]]
]]]]]
x - 3 1 - 3^ h 1 + 3^ h + 3 mf -1^ h = 2e 2 0
mf x^ h + 0 - 0 + mf 0^ h =- 4 1 0
f x^ h , -3,86 + 1,683 , mf 3^ h = 2e
-3
2 0
asi que los puntos -0,73 ; - 3,86^ h y 2,73 ; 1,683^ h son los puntos de inflexión
ver grafica de abajo
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
Grafica de la función
** area limitada por la curva de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6
Area = 2x
2
+ 4x^ h.e-x
.dx
0
6
# integrando por partes
dv = e-x
.dx & v =- e-x
u = 2x
2
+ 4x & du = 4x + 4^ h.dx
'
Area = - 2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @0
6
+ 4x + 4^ he-x
.dx
0
6
# resolviendo otra vez por partes
dv = e-x
.dx & v =- e-x
u = 4x + 4 & du = 4.dx
$
= - 2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @0
6
+ - 4x + 4^ h.e-x
6 @0
6
+ 4e-x
.dx
0
6
# = - 2x
2
+ 4x^ h.e-x
6 @0
6
+ - 4x + 4^ h.e-x
6 @0
6
+ - 4^ h.e-x
6 @0
6
= -2x
2
- 8x - 8^ h.e-x
6 @0
6
= -72 - 48 - 8^ he-6
+ 86 @ = 7,68 u
2
** Ecuaciones de la tangente y la normal
Ecuacion de la recta tangente en x = a es y - f a^ h = lf a^ h x - a^ h
luego en x = 0 es y - f 0^ h = lf 0^ h x - 0^ h y como f 0^ h = 2.0
2
+ 4.0^ h.e-0
= 0 ; lf 0^ h = -2.0
2
+ 4^ h.e-0
= 4
Ecuacion de la recta tangente queda de la seguiente manera y = 4x
Ecuacion de la recta Normal en x = a es y - f a^ h =
lf a^ h
-1
x - a^ h
Remplazando queda de la seguiente forma: 4y + x = 0
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
6 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =!
x
2 - x
** Campo de existencia
f x^ h esxiste si y sólo si
x ! 0
x
2 - x
$ 0)
,
x ! 0
x
2 - x
x
x
$ 0)
,
x ! 0
x
2
2 - x^ hx
$ 0*
,
x ! 0
2 - x^ hx $ 0
'
2 - x^ hx (
x = 2
x = 0
$
x - 3 0 2 + 3
x - 0 + 2 + luego D f = 0,2@ @
2 - x^ h + 2 + 0 -
2 - x^ hx - 0 + 0 -
** simetria
! nos indica que la curva es simetrica respecto del eje ox.esto nos permite representar la curva
y =
x
2 - x
y después hallar su simetrica respecto de ox(como si doblaramos el folio sobre el eje x)
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
x
2 - x
= 0 ,
x
2 - x
= 0 , 2 - x = 0 , x = 2
luego f(x) corta el eje x en el punto (2,0)
- Eje y ( x = 0 z D f , luego f(x) no corta el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales no hay porque f(x) no esta definida cuando x " 3
- Asintotas oblicuas no hay porque f(x) no esta definida cuando x " 3
- Asintotas vertical
lim
x"0+
f(x) = lim
x"0+ x
2 - x
= lim
x"0+ x
2 - x` j =
0+
2
=+3
luego x = 0 es la asintota vertical
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) =
x
2 - x
=
x
2 - x` j2
1
( lf x^ h =
2
1
x
2 - x` j 2
-1
x
2
-x - 2 - x^ h
c m =
x
2
-1
2 - x
x
1 0
luego la función f(x) strictamente decreciente en el intervalo 0,2@ 6
lf x^ h no esta definida en x = 2 , lim
x"2- x
2
-1
2 - x
x
a k = lim
x"2-
-
x
4
2 - x^ h
x
a k = lim
x"2-
-
x
3
2 - x^ h
1
c m
= lim
x"2-
-
x
3
2 - x^ h
1
c m = -
0+
1
a k =-3 ( lf 2^ h " 3 ( la curva tiene una tangente vertical en 2,0^ h
recuerde: pendiente de una recta vertical es 3
pendiente de una recta horizontal es 0
x 0 2
lf x^ h -
f x^ h 4 0
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
lf x^ h =
x
2
-1
2 - x
x
=- x
3
2 - x^ h6 @ 2
-1
( mf x^ h =
2
1
x
3
2 - x^ h6 @ 2
-3
3x
2
2 - x^ h - x
3
6 @ =
2
1
x
3
2 - x^ h6 @ 2
-3
6x
2
- 4x
3
6 @
mf x^ h =
x
3
2 - x^ h6 @3
3x
2
- 2x
3
mf x^ h = 0 ,
x
3
2 - x^ h6 @3
3x
2
- 2x
3
= 0 , 3x
2
- 2x
3
= 0 , x
2
3 - 2x^ h = 0 ,
x =
2
3
x = 0 g D f
)
x 0
2
3
2 mf x^ h = 1 2 0
mf x^ h + 0 - mf 1,75^ h 1 0
f x^ h ,
3
3
+
convexa concava
el punto
2
3
,
3
3
c m es el punto de inf lexion ya que hay cambio de concavidad
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
7 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = x
2x
** Campo de existencia
hay que saber que 6 función de la forma f x^ h6 @g(x)
existe Ssi f(x) + do min io de definición de g(x)6 @
asi que x
2x
esxiste si y sólo si x 2 0 y D(2x) = R : luego D f = R*
+
** simetria
no es simetrica ni respecto al origen de cordenadas ni respecto al eje oy(ni impar ni par),por estar definida solo para x 2 0.
** Corte con los ejes recuerda: a = e
Lna
siendo a 2 0
- Eje x ( y = 0 + x
2x
= 0 + e
Lnx2x
= 0 imposible que e
Lnx2x
sea nula
lo que significa que la ecuacion x
2x
= 0 no tiene solucion , asi que f(x) no corta el eje x.
- Eje y ( x = 0 g D f=R*
+ ( f x^ hno corta el eje y
** Asintotas
- Asintotas vertical. se fija en D f en los bordes^ h , recuerda: lim
x"a
a
f x^ h
= a
lim
x"a
f x^ h
lim
x"0+
f(x) = lim
x"0+
x
2x
= lim
x"0+
eLnx2x
= lim
x"0+
e2xLnx
= e lim
x"0+
2xLnx
sea A = lim
x"0+
2x.Lnx^ h = 0. -3^ h F.I forma indeterminada.^ h
A = lim
x"0+
2x.Lnx^ h = 2 lim
x"0+
x
1
Lnx
=
+3
-3
F.I forma indeterminada.^ h aplicando L´hopital.
A = 2 lim
x"0+
x
1
Lnx
= 2 lim
x"0+
x
2
-1
x
1
=
x ! 0
?
- 2 lim
x"0+
x =- 2.0 = 0 ; luego lim
x"0+
f(x) = e0
= 1 & no hay assintota vertical.
- Asintotas horizontales
lim
x"+3
f(x) = lim
x"+3
x
2x
= +3^ h+3
=+3 ( no hay asintota horizontal
al no haber la asintota horizontal puede que exista la asintota oblicua
- Asintotas oblicua: es de la forma : y = mx + n siendo
n = lim
x"3
f(x) - mx6 @
m = lim
x"3 x
f(x)Z
[

]]]]]
]]]]
lim
x"+3 x
f(x)
= lim
x"+3 x
x
2x
= lim
x"+3
x
2x-1
= +3^ h+3
=+3 ( no hay asintota oblicua
nos indica que la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy.
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = x
2x
= e
Lnx2x
= e
2xLnx
( lf x^ h = e
2xLnx
. 2xLnx^ hl= e
2xLnx
. 2Lnx +
x
2x
` j = e
2xLnx
. 2Lnx + 2^ h = 2x
2x
. Lnx + 1^ h
luego lf x^ h = 2x
2x
. Lnx + 1^ h , lf x^ h = 0 , 2x
2x
. Lnx + 1^ h = 0 ( Lnx + 1 = 0 , Lnx =- 1 , e
Lnx
= e-1
, x = e-1
f(e-1
) = e-1
^ h2e-1
= e e
-2
x 0
e
1 + 3 lf 1^ h = 2 2 0
lf x^ h 0 lf
e
2
1
a k = 2
e
2
1
a k
e2
2
-2 + 1^ h 1 0
f x^ h e e
-2
de 0,e-1
@ @ f(x) decrece 4 y de e-1
, + 36 6 f(x) creciente 3 y el punto
e
1
,e e
-2
` j es el minimo.
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) = 2x
2x
. Lnx + 1^ h ( mf x^ h = 2 Lnx + 1^ h 2x
2x
Lnx + 1^ h6 @ + 2x
2x
x
1
mf x^ h = 2x
2x
.
x
1 + 2 Lnx + 1^ h2
8 B y como 2x
2x
2 0 , x
1
2 0 , 2 Lnx + 1^ h2
$ 0
luego mf x^ h 2 0 (
no hay punto de inflexión
dirige su concavidad hacia el eje oy
%
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
8 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x
2
+ 2x + 4
x + 1
y halla el area comprendida
entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2.
** dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si x
2
+ 2x + 4 2 0 , x
2
+ 2x + 1 - 1 + 4 2 0 , x + 1^ h2
+ 3 2 0
el resultado es verdadero para 6 valor de x asi que D f = R
** simetria
f -x^ h !! f x^ h , luego f(x) no es ni par ni impar
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
x
2
+ 2x + 4
x + 1
= 0 , x + 1 = 0 , x =- 1 , luego f(x) corta eje x en -1,0^ h
- Eje y ( x = 0 ( y =
0
2
+ 2.0 + 4
0 + 1
= 1 , luego f(x) corta eje y en 0,1^ h
** Asintotas
- Asintotas horizontales recordad: a
2
= a , a =
-a si a # 0
a si a $ 0
$
lim
x"3
f(x) = lim
x"3 x
2
+ 2x + 4
x + 1
= lim
x"3
x
2
1 +
x
2 +
x
2
4
a k
x 1 +
x
1
` j
= lim
x"3
x 1 +
x
2 +
x
2
4
a k
x 1 +
x
1
` j
lim
x"3
f(x) = lim
x"3
x 1 +
x
2 +
x
2
4
a k
x 1 +
x
1
` j
=
lim
x"-3
-x 1 +
x
2 +
x
2
4
a k
x 1 +
x
1
` j
=- 1
lim
x"+3
x 1 +
x
2 +
x
2
4
a k
x 1 +
x
1
` j
= 1
Z
[

]]]]]]]]]]]]
]]]]]]]]]]]]
quiere decir que cuando
x 1 0 la asintota horizontal es y =- 1
x 2 0 la asintota horizontal es y = 1
%
Posición de la curva respecto a la asintota horizontal. saber si f(x) - y^ h es 1 ó 2 a cero^ h
cuando x 2 0
f(x) - y6 @ =
x
2
+ 2x + 4
x + 1 - 1; E , sabemos que x
2
+ 2x + 4 = x + 1^ h2
+ 3 2 x + 1 & 0 1
x + 1^ h2
+ 3
x + 1
1 1
y como estamos trabando en R+
& 0 1
x + 1^ h2
+ 3
x + 1
1 1 &
x + 1^ h2
+ 3
x + 1 - 1 1 0
luego f(x) - y^ h 1 0 ( la grafica de f x^ h esta por debajo de y = 1 cuando x $ 0
cuando x 1 0
f(x) - y6 @ =
x
2
+ 2x + 4
x + 1 + 1; E , sabemos que x
2
+ 2x + 4 = x + 1^ h2
+ 3 2 x + 1 &- 1 1
x + 1^ h2
+ 3
x + 1
1 0,
y como estamos trabando en R-
&- 1 1
x + 1^ h2
+ 3
x + 1
1 0 &
x + 1^ h2
+ 3
x + 1 + 1 2 0
luego f(x) - y^ h 2 0 ( la grafica de f x^ h esta por encima de y =- 1 cuando x # 0
- Asintotas verticales: no hay al no haber bordes en dominio de definicion
- Asintotas horizontales: no hay porque existe la horizontal
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) =
x
2
+ 2x + 4
x + 1
( lf x^ h =
x
2
+ 2x + 4
x
2
+ 2x + 4 - x + 1^ h
2 x
2
+ 2x + 4
2 x + 1^ h
=
x
2
+ 2x + 4
x
2
+ 2x + 4
x
2
+ 2x + 4 -
x
2
+ 2x + 4
x + 1^ h2
lf x^ h =
x
2
+ 2x + 4^ h x
2
+ 2x + 4
3
2 0
asi que la función f x^ h es creciente 3 en todo R y no tiene ni maximo ni minimo.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) =
x
2
+ 2x + 4^ h x
2
+ 2x + 4
3
, x
2
+ 2x + 4^ h x
2
+ 2x + 4^ hl= 2x + 2^ h x
2
+ 2x + 4 + x
2
+ 2x + 4^ h
2 x
2
+ 2x + 4
2 x + 1^ h
x
2
+ 2x + 4^ h x
2
+ 2x + 4^ hl=
x
2
+ 2x + 4
2 x + 1^ h x
2
+ 2x + 4^ h
+
2 x
2
+ 2x + 4
2 x + 1^ h x
2
+ 2x + 4^ h
=
2
3
x
2
+ 2x + 4
2 x + 1^ h x
2
+ 2x + 4^ h
( mf x^ h =
x
2
+ 2x + 4^ h2
x
2
+ 2x + 4^ h
-3.3
x
2
+ 2x + 4
x + 1^ h x
2
+ 2x + 4^ h
=
x
2
+ 2x + 4^ h2
x
2
+ 2x + 4
-9 x + 1^ h
mf x^ h = 0 , x + 1^ h = 0 , x =- 1 , f -1^ h = 0
x - 3 - 1 + 3
mf x^ h + 0 - f -2^ h 2 0
f x^ h , 0 + f 0^ h 1 0
convexa concava -1,0^ h punto de inflexión.
area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2
A =
x
2
+ 2x + 4
x + 1
c m.dx
-1
2
# , haciendo cambio variable u = x
2
+ 2x + 4 ( du = 2x + 2^ h.dx = 2 x + 1^ h.dx &
2
du
= x + 1^ h
asi que A =
u
2
du
f p
-1
2
# =
2
1
u^ h 2
-1
-1
2
# .du =
2
1
2
-1 + 1
1
u^ h 2
-1 +1
= G
-1
2
=
2
1
2 u^ h2
1
7 A-1
2
= x
2
+ 2x + 46 @-1
2
= 4 + 4 + 4 - 1 - 2 + 46
A = 12 - 3^ h u
2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
9 Ejercicio:
sea f una función numerica de variable real x definida por f x^ h =
1 - x
1 + x
a Estudie la función f y haz la grafica de la función
b Calcule
1 - x
dx
2
4
#
c Halla el area de la curva lim itada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4
a estudio de la función y su grafica
** Campo de existencia = dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si
1 - x ! 0
x $ 0
' ,
x ! 1
x $ 0
' ,
x ! 1
x $ 0
$ , luego D f = R+
- 1" ,
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
1 - x
1 + x
= 0 , 1 + x = 0 , x =- 1 absurdo(imposible)
luego la función f x^ h no corta el eje x
- Eje y ( x = 0 ( y =
1 - 0
1 + 0
= 1
luego 0,1^ h es el punto de corte de la funcion con el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"+3
f(x) = lim
x"+3 1 - x
1 + x
= lim
x"+3 - x
x
= lim
x"+3
-1^ h =- 1 & y =- 1 es la a sin tota horizontal
al existir la a sin tota horizontal ( no existe la a sin tota oblicua
- Posición de la curva respecto a la Asintotas horizontales. averiguar si f x^ h - y6 @ es 2 o 1 0^ h
1º calculemos f x^ h - y6 @ =
1 - x
1 + x
+ 1 =
1 - x
2
con la ayuda de la tabla hallaremos su signo
x 0 1 + 3
- x 0 - - 1 -
1 - x 1 + 0 -
1 - x
2
2 + -
significa
si x d 1, + 36 6( f x^ h - y6 @ 1 0 ( la curva se encuentra debajo de la asintota y =- 1
si x d 0,16 6( f x^ h - y6 @ 2 0 ( la curva se encuentra encima de la asintota y =- 1
(
- Asintotas vertical (se fija en D f)
lim
x"1
f(x) = lim
x"1 1 - x
1 + x
d n =
lim
x"1- 1 - x
1 + x
d n =
0+
2
=+3
lim
x"1+ 1 - x
1 + x
d n =
0-
2
=-3
Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
, luego x = 1 a sin tota vertical
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f x^ h =
1 - x
1 + x
( lf x^ h =
1 - x^ h
2
2 x
1
1 - x^ h - 1 + x^ h
2 x
-1
c m
=
1 - x^ h
2
2 x
1 -
2
1 +
2 x
1 +
2
1
=
1 - x^ h
2
x
1
=
x 1 - x^ h
2
1
asi que lf x^ h =
x 1 - x^ h
2
1
2 0 ( la funcion f x^ h es creciente en todo D f
y como se ve que la funcion lf x^ h no esta definida en x = 0 y f 0^ h = 1, calculemos su limite.
lim
x"0+
lf x^ h = lim
x"0+
x 1 - x^ h
2
1
=
0+
1
=+3 ( la curva tiene una tan gente vertical en el punto 0,1^ h
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf x^ h =
x 1 - x^ h
2
1
, antes de nada hallemos la derivada de x 1 - x^ h
2
x 1 - x^ h
2
7 Al=
2 x
1
1 - x^ h
2
+ x .2. 1 - x^ h.
2 x
-1
c m =
2 x
1
1 - x^ h
2
- 1 - x^ h = 1 - x^ h
2 x
1 - x^ h
- 1< F
= 1 - x^ h
2 x
1 - x - 2 x^ h
< F =
2 x
1 - x^ h 1 - 3 x^ h
( mf x^ h =
x 1 - x^ h
4
-
2 x
1 - x^ h 1 - 3 x^ h
=
2.x. x 1 - x^ h
4
- 1 - x^ h 1 - 3 x^ h
mf x^ h = 0 , 1 - x^ h 1 - 3 x^ h = 0 (
1 - 3 x = 0
1 - x = 0
( ,
x =
9
1
x = 1 b D f
)
f
9
1
` j =
1 -
9
1
1 +
9
1
=
1 -
3
1
1 +
3
1
=
3
2
3
4
= 2
x 0
9
1
1 + 3 mf
16
1
` j 1 0
mf x^ h - 0 + - mf
4
1
` j 2 0
f x^ h 1 + 2 , + mf 4^ h 1 0
concava convexa concava
el punto
9
1
,2` j es el punto de inf lexión
b Calcular
1 - x
dx
2
4
# , haciendo cambio de variable
x " 4 & t " 2
x " 2 & t " 2
x = t
2
& dx = 2t.dt
*
1 - x
dx
2
4
# =
1 - t
2t.dt
2
2
# = -2 +
1 - t
2.dt
` j
2
2
# = -2.
2
2
# dt - 2
1 - t
-dt
` j
2
2
# = -2t6 @ 2
2
- 2 Ln 1 - t6 @ 2
2
=- 4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2
c area de la curva limitada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4
segun la grafica de arriba la funcion y =- 1 esta encima de la funcion f x^ h asi que
Area = A = -1 -
1 - x
1 + x
d n
2
4
# .dx =
1 - x
-1 + x - 1 - x
d n
2
4
# .dx =
1 - x
-2
c m
2
4
# .dx =- 2
1 - x
dx
2
4
#
En el apartado anterior
1 - x
dx
2
4
# =- 4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2 luego
Area = A =- 2 -4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2^ h . 5,86864 u
2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
10 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 2x
2
- 3x + 1^ h
Halla el area comprendida entre f x^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x =
2
3
y x = 4
** Campo de existencia
f x^ h esxiste si y sólo si 2x
2
- 3x + 1 2 0 , hallemos las raices de 2x
2
- 3x + 1 = 0
2x
2
- 3x + 1 = 0 , 3= b
2 - 4.a.c = 9 - 4.2.1 = 1 & 3 = 1 , luego x =
4
3 - 1
=
2
1
4
3 + 1
= 1
*
2x
2
- 3x + 1 = 0 + 2 x - 1^ h x -
2
1
` j = 0 + x - 1^ h 2x - 1^ h = 0
ponemos la tabla de signos
x - 3
2
1
1 + 3
x - 1^ h - - 0 +
2x - 1^ h -
2
1 + +
x - 1^ h 2x - 1^ h + 0 - 0 +
luego D f = -3,
2
1
B 8, 1, + 3@ 6
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 + Ln 2x
2
- 3x + 1^ h = 0 + 2x
2
- 3x + 1 = 1 + 2x
2
- 3x = 0 + x 2x - 3^ h = 0
+ x 2x - 3^ h = 0 +
x =
2
3
x = 0
) luego los puntos de corte con el eje x son 0,0^ h y
2
3
,0` j
- Eje y ( x = 0 ( y = Ln 2.0
2
- 3.0 + 1^ h = Ln +1^ h = 0
luego el punto de corte con el eje y es 0,0^ h
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"3
f(x) = lim
x"3
Ln 2x
2
- 3x + 1^ h = lim
x"3
Ln x
2
^ h =
lim
x"-3
Ln x
2
^ h =+3
lim
x"+3
Ln x
2
^ h =+3
* & no hay a sin tota horizontal
- Asintotas verticales(se fija en D f en los bordes)
lim
x" 2
1c m
-
f(x) = lim
x" 2
1c m
-
Ln 2x
2
- 3x + 1^ h = Ln0+
=-3
lim
x"1+
f(x) = lim
x"1+
Ln 2x
2
- 3x + 1^ h = Ln0+
=-3
luego x =
2
1
y x = 1 son las asintotas verticales
- Asintotas oblicuas y ramas parabolicas
una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo
n = lim
x"3
f(x) - mx6 @
m = lim
x"3 x
f(x)Z
[

]]]]]
]]]]
m = lim
x"3 x
f(x)
= lim
x"3 x
Ln 2x
2
- 3x + 1^ h
=
3
3 F.I aplicando l´hopital
m = lim
x"3 1
2x
2
- 3x + 1
4x - 3
= lim
x"3 2x
2
- 3x + 1
4x - 3
= lim
x"3 2x
2
4x
= lim
x"3 2x
4
= 0
( la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje ox
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = Ln 2x
2
- 3x + 1^ h ( lf x^ h =
2x
2
- 3x + 1
4x - 3
lf x^ h = 0 + 4x - 3 = 0 + x =
4
3
b D f
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
x - 3
2
1
4
3
1 + 3 lf 0^ h 1 0
lf x^ h - - 0 + + lf 2^ h 2 0
f(x) 4 3
Entonces f x^ h decrece 4 en el int ervalo -3,
2
1
B 8 y crece 3 en el int ervalo 1, + 3@ 6
pero como lf x^ h ! 0 en D f ( no tiene ni maximo ni minimo
** Puntos de inflexión y concavidad.
f(x) = Ln 2x
2
- 3x + 1^ h ( lf x^ h =
2x
2
- 3x + 1
4x - 3
( mf x^ h =
2x
2
- 3x + 1^ h2
4 2x
2
- 3x + 1^ h - 4x - 3^ h2
( mf x^ h =
2x
2
- 3x + 1^ h2
-8x
2
+ 12x - 5
=
2x
2
- 3x + 1^ h2
-4 2x
2
- 3x + 1^ h
es + en Df
6 7 844444444 44444444
- 1
1 0 en todo el dominio de definición.
esto nos indica que en el
1, + 3@ 6 f x^ h dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy
-3,
2
1
B 8 f x^ h dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy
*
** area comprendida entre f x^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x =
2
3
y x = 4
A = Ln 2x
2
- 3x + 1^ h.dx
2
3
4
# dv = dx ( v = x
u = Ln 2x
2
- 3x + 1^ h ( du =
2x
2
- 3x + 1
4x - 3
dx
)
A = x.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h6 @
2
3
4
-
2x
2
- 3x + 1
4x
2
- 3x
dx
2
3
4
# = x.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h6 @
2
3
4
- 2 +
2x
2
- 3x + 1
3x - 2
a k dx
2
3
4
#
A = x.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h6 @
2
3
4
- 2 +
2x
2
- 3x + 1
4x - 3 - x + 1
a k dx
2
3
4
# = x.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h - 2x6 @
2
3
4
-
2x
2
- 3x + 1
4x - 3 - x + 1
a k dx
2
3
4
#
A = x.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h - 2x - Ln 2x
2
- 3x + 1^ h6 @
2
3
4
+
x - 1^ h 2x - 1^ h
x - 1
a k dx
2
3
4
#
A = x - 1^ h.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h - 2x6 @
2
3
4
+
2
1
2x - 1^ h
2.dx
2
3
4
#
A = x - 1^ h.Ln 2x
2
- 3x + 1^ h - 2x +
2
1
Ln 2x - 18 B
2
3
4
. 4,76 u
2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
11 Ejercicio:
Sea f:
2
-r
,
2
3rB 8$ R tal que f x^ h =
1 + senx
cosx
** a estudiar la función y representar la grafica.
** b ecuación de la recta tangente y la normal en el punto de abscisa x =
2
r
** c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x =
2
r
a estudio de la función y la representación grafica.
** dominio de definición:
f x^ h esxiste si y sólo si 1 + senx ! 0 asi que 1 + senx = 0 + senx =- 1 = sen
2
-r_ i
senx = sen
2
-r_ i (
x = r -
2
-r_ i+ 2kr
x =
2
-r + 2kr
* +
x =
2
3r + 2kr b
2
-r
,
2
3rB 8
x =
2
-r + 2kr b
2
-r
,
2
3rB 8
Z
[

]]]]]
]]]]
k d Z
luego f(x) existe en todo
2
-r
,
2
3rB 8
** Corte con los ejes Recuerda: cosa = cosb +
a =- b + 2kr
a = b + 2kr
$ siendo k d Z
- Eje x ( y = 0 ,
1 + senx
cosx
= 0 , cosx = 0 , cosx = cos
2
r
,
x =
2
-r + 2kr
x =
2
r + 2kr
k d Z*
las posibles soluciones dentro de D f son: x =
2
-r
b D f x =
2
3r
b D f x =
2
r
d D f
asi que el punto
2
r
,0_ i es el punto de corte entre eje x y f x^ h
- Eje y ( x = 0 , f 0^ h =
1 + sen0
cos0
= 1 ( que el punto 0,1^ h es el punto de corte entre eje y e f x^ h
** Asintotas
- Asintotas horizontales no hay porque x no esta definido para 3,o bien porque no aparece 3 en D f
- Asintotas oblicuas no hay por la misma razón que la anterior.
- Asintotas vertical(se fija en D f en los bordes) Recuerda: lim
x"a
f x^ h = b significa que cuando x se acerca a a la y se acrca a b
lim
x" 2
-ra k
+
f(x) = lim
x" 2
-ra k
+ 1 + senx
cosx
_ i =
0
0
F.I aplicando l´Hopital
lim
x" 2
-ra k
+
f(x) = lim
x" 2
-ra k
+ cosx
-senx_ i =
0+
1
=+3 para ver de donde sale 0+
ver grafica de cosx $
entonces x =
2
-r
es una asintota vertical
lim
x" 2
3rc m
-
f(x) = lim
x" 2
3rc m
- 1 + senx
cosx
_ i =
0
0
F.I aplicando l´Hopital
lim
x" 2
3rc m
-
f(x) = lim
x" 2
3rc m
- cosx
-senx_ i =
0-
1
=-3 para ver de donde sale 0-
ver grafica de cosx $
entonces x =
2
3r
es una asintota vertical
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. Recuerda: -1 # senx # 1
f(x) =
1 + senx
cosx
( lf x^ h =
1 + senx^ h2
-senx 1 + senx^ h - cosx cosx^ h
=
1 + senx^ h2
-senx - 1
=
1 + senx^ h2
- 1 + senx^ h
=
1 + senx^ h
-1
porque x !
2
-r
y como en D f - 1 1 senx 1 1 asi que lf x^ h 1 0 ( f x^ hes decreciente en todo el intervalo
2
-r
,
2
3rB 8.
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) =
1 + senx^ h
-1
( mf x^ h =
1 + senx^ h
cosx
mf x^ h = 0 , cosx = 0 , cosx = cos
2
r
,
x =-
2
r + 2kr
x =
2
r + 2kr
* siendo k d Z , x =
2
r + kr siendo k d Z
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
2
las soluciones posibles son: -
2
r
b D f ,
2
r
d D f ,
2
3r
b D f ..........la unica solucion d D f es
2
r
x -
2
r
2
r
2
3r
mf x^ h + 0 -
f(x) , 0 +
convexa concava y el punto
2
r
,0_ i es punto de inflexión.
LA GRAFICA
b Ecuación de la recta tangente en el punto de abscisa x =
2
r
Ecuacion de la recta tangente en x =
2
r
es de la forma: R: y - f
2
r
_ i = lf
2
r
_ i x -
2
r
_ i
y como f
2
r
_ i = 0 ; lf
2
r
_ i =
2
-1
asi que R: y =
2
-1
x -
2
r
_ i
b Ecuación de la recta normal en el punto de abscisa x =
2
r
Ecuacion de la recta Normal en x =
2
r
es de la forma: S: y - f
2
r
_ i =
lf
2
r
_ i
-1
x -
2
r
_ i
y como f
2
r
_ i = 0 ; lf
2
r
_ i =
2
-1
asi que S: y = 2 x -
2
r
_ i
c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x =
2
r
sea A = area = f x^ h
0
2
r
# .dx =
1 + senx
cosx
0
2
r
# .dx = Ln 1 + senx^ h6 @0
2
r
= Ln2 u
2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
12 Ejercicio:
Sea f: -r,r6 @ $ R tal que f x^ h =
1 - cos x
1 + cos x
Estudiar y graficar la función.
** dominio de definición
D f = x/x d -r,r6 @ y 1 - cos x^ h ! 0 y
1 - cosx
1 + cosx
$ 0$ .
* 1 - cosx ! 0 , cos x ! 1 = cos 0 , cos x ! cos 0 ,
x !- 0 + 2kr
x ! 0 + 2kr
% , x ! 2kr siendo k d Z
*
1 - cosx
1 + cosx
$ 0 ,
1 - cosx
1 + cosx
1 + cosx
1 + cosx
$ 0 ,
1 - cos
2
x
1 + cos x^ h2
$ 0 ,
sen
2
x
1 + cosx^ h2
$ 0 verdadero siempre.
asi que el D f = -r,06 6, 0,r@ @
** simetria
f -x^ h =
1 - cos -x^ h
1 + cos -x^ h
=
1 - cosx
1 + cosx
= f x^ h ( la función f x^ h es par.asi que basta con hacer
un estudio en el intervalo 0,r@ @ sabiendo que una función par es simetrica con respecto al eje y
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
1 - cosx
1 + cosx
= 0 ( 1 + cosx = 0 , cosx =- 1 = cosr ,
x =-r + 2kr
x = r + 2kr
$ con k d Z
x = 2k + 1^ hr con k d Z los valores posibles en el D f son r y - r
luego los puntos de corte con el eje x son r,0^ h y -r,0^ h
- Eje y ( x = 0 b D f ( f x^ h no corta el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales: no hay porque 3 b D f
- Asintotas oblicuas: no hay porque 3 b D f
- Asintotas verticales:(se fija en D f en los bordes)
lim
x"0+
f(x) = lim
x"0+ 1 - cosx
1 + cosx
= lim
x"0+ 1 - cosx
1 + cosx
=
0+
2
=+3 $
sale el 0+
V
ver de donde
6 7 8444 444
luego por ser f x^ h par & lim
x"0-
f(x) =+3
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.recordad: -1 # cos x # 1
f(x) =
1 - cosx
1 + cosx
=
1 - cosx
1 + cosx
` j
2
1
( lf x^ h =
2
1
1 - cosx
1 + cosx
` j
- 2
1
1 - cosx^ h2
-senx 1 - cos x^ h - 1 + cos x^ hsenx
=
& lf x^ h =
1 + cos x
1 - cos x
` j
1 - cosx^ h2
-senx
=-
1 + cosx
1 - cosx
1 - cosx^ h4
sen
2
x
=-
1 + cosx
1 - cosx
1 - cosx^ h4
1 - cosx^ h 1 + cosx^ h
con x ! r ( lf x^ h =-
1 - cosx^ h2
1
=-
1 - cosx
1
1 0 ( f es decreciente
lim
x"r-
lf x^ h = lim
x"r-
-
1 - cosx
1
` j =
2
-1
luego la función f es derivable a la izquierda de r & lf r^ h =
2
-1
Tabla de variación
x 0 r x - r 0 r
lf x^ h - ( lf x^ h - -
f(x) 4 f(x) 4 4
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
Grafica
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
13 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = x
2
- 2x
** Campo de existencia = dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si x
2
- 2x $ 0 para ello vamos a estudiar su signo.
x
2
- 2x = 0 , x x - 2^ h = 0 ( x =
2
0
$
x - 3 0 2 + 3
x - 0 + 2 +
x - 2^ h - - 2 - 0 +
x x - 2^ h + 0 - 0 +
luego D f = -3,0@ @, 2, + 36 6
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 , x
2
- 2x = 0 , x x - 2^ h = 0 ( x =
2
0
$
asi que la curva corta el eje x en los puntos 0,0^ h y 2,0^ h
- Eje y ( x = 0 , f 0^ h = 0 luego la curva corta el eje y en el punto 0,0^ h
** Asintotas
- Asintotas horizontales Recuerda: lim
x"a
f x^ h = lim
x"a
f x^ h
lim
x"3
f(x) = lim
x"3
x
2
- 2x^ h = lim
x"3
x
2
^ h =+3 ( no hay asintota horizontal
- Asintotas vertical (se fija en D f bordes excluidos) como no hay & no hay asintota vertical
- Asintotas oblicuas y ramas parabolicas
una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo
n = lim
x"3
f(x) - mx6 @
m = lim
x"3 x
f(x)Z
[

]]]]]
]]]]
m = lim
x"3 x
f(x)
= lim
x"3 x
x
2
- 2x
= lim
x"3 x
x 1 -
x
2
=
lim
x"+3 x
x 1 -
x
2
= lim
x"-3
- 1 -
x
2
a k
lim
x"+3 x
x 1 -
x
2
= lim
x"+3
1 -
x
2
Z
[

]]]]]]]]
]]]]]]]]
m =
lim
x"-3
- 1 -
x
2
a k =- 1 $ cuando x "-3 m =- 1
lim
x"+3
1 -
x
2
= 1 $ cuando x "+3 m = 1
Z
[

]]]]]
]]]]]
n = lim
x"+3
x
2
- 2x - x^ h = lim
x"+3
x
2
- 2x - x^ h
x
2
- 2x + x^ h
x
2
- 2x + x^ h
= G = lim
x"+3
x. 1 -
x
2 + 1a k
-2x
= G = lim
x"+3
1 -
x
2 + 1a k
-2
= G =- 1
n = lim
x"-3
x
2
- 2x + x^ h = lim
x"-3
x
2
- 2x + x^ h
x
2
- 2x - x^ h
x
2
- 2x - x^ h
= G = lim
x"-3
-x. 1 -
x
2 + 1a k
-2x
= G = lim
x"-3
1 -
x
2 + 1a k
2
= G = 1
asi que en
OX negativo la asintota oblicua es y =- x + 1
OX positivo la asintota oblicua es y = x - 1
%
Posición de la curva respecto a la asintota oblicua
OX positivo
lim
x"+3
f(x) - y6 @ = lim
x"+3
x
2
- 2x^ h - x - 1^ h6 @ = lim
x"+3
x
2
- 2x^ h - x - 1^ h6 @
x
2
- 2x^ h + x - 1^ h6 @
x
2
- 2x^ h + x - 1^ h6 @
) 3
= lim
x"+3 x
2
- 2x^ h + x - 1^ h6 @
x
2
- 2x - x - 1^ h2
6 @
= lim
x"+3
x 1 -
x
2
a k+ x 1 -
x
1
` j: C
x
2
- 2x - x - 1^ h2
6 @
= lim
x"+3
x 1 -
x
2 + 1 -
x
1
` ja k: C
-1
=
+3
-1
= 0-
lim
x"+3
f(x) - y6 @ = 0-
1 0 ( la curva se encuentra por debajo de la asintota oblicua en ox + .
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
OX negativo
lim
x"-3
f(x) - y6 @ = lim
x"-3
x
2
- 2x^ h - -x + 1^ h6 @ = lim
x"-3
x
2
- 2x^ h - -x + 1^ h6 @
x
2
- 2x^ h + -x + 1^ h6 @
x
2
- 2x^ h + -x + 1^ h6 @
) 3
= lim
x"-3 x
2
- 2x^ h + -x + 1^ h6 @
x
2
- 2x - -x + 1^ h2
6 @
= lim
x"-3
-x 1 -
x
2
a k- x 1 -
x
1
` j: C
x
2
- 2x - -x + 1^ h2
6 @
== lim
x"-3
-x 1 -
x
2 + 1 -
x
1
` ja k: C
-1
=
+3
-1
lim
x"-3
f(x) - y6 @ = 0-
1 0 ( la curva se encuentra por debajo de la asintota oblicua en ox - .
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = x
2
- 2x ( lf x^ h =
2 x
2
- 2x
2x - 2
=
x
2
- 2x
x - 1
como se ve lf x^ h no esta definida ni en x = 0 ni en x = 2
lim
x"0-
lf x^ h = lim
x"0-
x
2
- 2x
x - 1
= lim
x"0-
x x - 2^ h
x - 1
=
0+
-1
=-3 , f(0) = 0
luego el punto 0,0^ h la curva tiene una recta tangente vertical.
lim
x"2+
lf x^ h = lim
x"2+
x
2
- 2x
x - 1
= lim
x"2+
x x - 2^ h
x - 1
=
0+
1
=+3 , f(2) = 0
luego el punto 2,0^ h la curva tiene una recta tangente vertical.
lf x^ h =
x
2
- 2x
x - 1
= 0 , x - 1 = 0 , x = 1 b D f luego lf x^ h no se anula en D f
x - 3 0 2 + 3
lf x^ h - + lf -1^ h 1 0
f(x) 4 0 0 3 lf 3^ h 2 0
la función f no tiene nio maximo ni minimo
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
14 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = x
2
e
x
Calcula el Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = e.x
** dominio de definición
f x^ h esxiste siempre ya que las funciones x
2
y e
x
sus dominios es R , luego D f = R
** simetria
f -x^ h = -x^ h2
e-x = x
2
e-x
!! f x^ h , luego f(x) no es ni par ni impar
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 , x
2
e
x
= 0 , x
2
= 0 , x = 0
asi que la curva corta el eje x en 0,0^ h
- Eje y ( x = 0 , y = 0
2
e
0
= 0
luego la curva corta el eje y en 0,0^ h
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"3
f(x) = lim
x"3
x2
ex
^ h =
lim
x"-3
x2
ex
^ h =+3.0 F.I forma indeterminada^ h
lim
x"+3
x2
ex
^ h =+3. + 3 =+3
*
lim
x"-3
x2
ex
^ h = lim
x"-3 e-x
x2
a k =
hopital
?
lim
x"-3 -e-x
2x
` j =
hopital
?
lim
x"-3 e-x
2
` j = 0
asi que para el eje x - negativo^ h la curva tiene una asintota horizontal y = 0
Posición de la curva respecto a la asintota horizontal
x2
ex
- 0 = x2
ex
$ 0 verdadero , luego la curva se encuentra por encima de la asintota.
- Asintotas vertical (se fija en D f) no hay.
- Asintotas oblicuas y ramas parabolicas
en el eje x negativo no hay asintota oblicua porque hay horizontal;asi que queda por ver
si la hay en la parte del eje x positivo.
m = lim
x"+3 x
f x^ h
a k = lim
x"+3 x
x2
ex
a k = lim
x"+3
xex
^ h =+3
( la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje oy +
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = x
2
ex
( lf x^ h = 2xex
+ x
2
ex
= ex
x
2
+ 2x^ h
lf x^ h = 0 , x
2
+ 2x = 0 , x x + 2^ h = 0 , x =
-2
0
$
x - 3 - 2 0 + 3 lf -3^ h = 3e-3
2 0
lf x^ h + 0 - 0 + lf -1^ h =- e-1
1 0
f(x) 3 e
2
4
4 0 3 lf 1^ h = 3e
1
2 0
creciente decreciente creciente
maximo -2,
e
2
4
a k minimo 0,0^ h
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf x^ h = ex
x
2
+ 2x^ h ( mf x^ h = ex
x
2
+ 2x^ h + ex
2x + 2^ h = ex
x
2
+ 4x + 2^ h
mf x^ h = 0 , x
2
+ 4x + 2 = 0 T = b
2
- 4.a.c = 16 - 4.1.2 = 8 & T = 2 2
x =
2a
-b - T
=
2
-4 - 2 2
=- 2 - 2
2a
-b + T
=
2
-4 + 2 2
=- 2 + 2
Z
[

]]]]]
]]]]]
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
x - 3 - 2 - 2 - 2 + 2 + 3 mf -4^ h = 2 2 0
mf x^ h + 0 - 0 + mf -1^ h =- 1 1 0
f(x) , 0,38 + 0,191 , mf 0^ h = 2 2 0
convexa concava convexa
los puntos de inflexión son -2 - 2, 6 + 4 2^ he-2- 2
^ hy -2 + 2, 6 - 4 2^ he-2+ 2
_ i
** Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = ex
lo 1º es hallar la intersección de las dos funciones.
x
2
ex
= e.x , x xe
x
- e^ h = 0 ,
xe
x
= e
x = 0
$ ,
x = 1
x = 0
$ son los limites inferior y superior.
A = funcion arriba - funcion de abajo^ h
a
b
# dx = e.x - x
2
ex
^ h.dx
0
1
# =
2
e
x
2
7 A0
1
- x
2
ex
.dx
0
1
#
A =
2
e
x
2
7 A0
1
- x
2
ex
.dx
0
1
# dv = ex
.dx & v = ex
u = x
2
& du = 2x.dx
%
A =
2
e
x
2
- x
2
ex
7 A0
1
+ 2x.ex
.dx
0
1
# dv = ex
.dx & v = ex
u = x & du = dx
$
A =
2
e
x
2
- x
2
ex
+ 2xex
7 A0
1
- 2ex
.dx
0
1
# =
2
e
x
2
- x
2
ex
+ 2xex
- 2ex
7 A0
1
= -
2
e + 2_ iu2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
15 Ejercicio:
f: 0, + 36 6$ R / f x^ h =
f 0^ h = 0 si x = 0
xLnx si x 2 0
%
a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 36 6
b estudiar la función y construir la fráfica de f
c ecuacion de la recta tangente en x = 1
d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f
** a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 36 6
Continuidad:
x.lnx es continua en 0, + 3@ 6
lim
x"0+
f x^ h = lim
x"0+
x.Lnx^ h = 0. - 3 F.I
lim
x"0+
x.Lnx^ h = lim
x"0+
x
1
Lnx
e o =
+3
-3
F.I
lim
x"0+
x
1
Lnx
e o =
aplicando L´Hopital
?
lim
x"0+
x
2
-1
x
1
=- x
J
L
KKKKKKKK
N
P
OOOOOOOO
= 0 = f 0^ h ( f es continua en x = 0
luego la función f es continua en todo el dominio 0, + 36 6
derivabilidad:
f x^ h = x.Lnx ( lf x^ h = Lnx +
x
x
= 1 + Lnx si x ! 0
calculemos la derivabilidad en x = 0
lim
x"0+ x - 0
f x^ h - f 0^ h
= lim
x"0+ x - 0
x.Lnx - 0
= lim
x"0+
Lnx =-3 & f no es derivable en x = 0
luego f es derivable en 0, + 3@ 6
b estudio de la función y construir la fráfica de f
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 , x.Lnx = 0 aqui no puede decir que x = 0 porque Ln0 no existe^ h ( Lnx = 0 ( x = 1
y como sabemos también que f 0^ h = 0 & x = 0 es otra solución
luego los puntos de corte entre la curva y el x son 0,0^ h y 1,0^ h
- Eje y ( x = 0 y f 0^ h = 0 ( corte entre la curva y el eje y es 0,0^ h.
** Asintotas
- Asintotas horizontales
lim
x"+3
f(x) = lim
x"+3
x.Lnx =+3 ( no hay asintota horizontal.
- Asintotas oblicuas
lim
x"+3 x
f(x)
= lim
x"+3 x
x.Lnx
= lim
x"+3
Lnx =+3 & no hay oblicua
y que la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje y +
- Asintotas verticales se fija en D f en los bordes^ h
como la función esta definida en 0 asi que no hay asintota vertical
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = x.Lnx ( lf x^ h = Lnx +
x
x
= 1 + Lnx siendo x ! 0
lf x^ h = 0 , 1 + Lnx = 0 , Lnx =- 1 , x = e-1
y f e-1
^ h = e-1
.Lne-1
=- e-1
x 0 e-1
+ 3
lf x^ h - 0 +
f(x) 0 4 - e-1
3
decreciente creciente
e-1
, - e-1
^ hMinimo
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
c ecuacion de la recta tangente en x = 1
la ecuación de una recta tangente en x = a es de la forma: r:y - f a^ h = lf a^ h x - a^ h
lf x^ h = 1 + Lnx & lf 1^ h = 1 + Ln1 = 1 , f(x) = x.Lnx & f(1) = 1.Ln1 = 0
r: y = x - 1 ecuación de la recta tangente en x = 1
d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f
para ello lo 1º es sacar puntos de int er sec ción entre el eje de las abscisas y = 0 y la f
si x 2 0 ( f(x) = 0 , x.Lnx = 0 , Lnx = 0 , x = 1
si x = 0 ( f(0) = 0 & x = 0
luego lim ite inf erior es 0 y el sup erior es 1
Area = A = función arriba - función de abajo^ h fijandonos en la grafica se concluye que:
a
b
#
Area = A = 0 - xLnx^ h
0
1
# dx =- xLnx.
0
1
# dx pero resulta que la función g x^ h = x.Lnx
no esta definida en 0 ( que la int egral es impropia luego A = lim
a"0
xLnx.
a
1
# dx
I = x.Lnx.dx resolviendo por partes#
dv = x.dx & v =
2
1
x
2
u = Lnx & du =
x
1
dx
*
I =
2
1
x
2
.Lnx -
2
1
x.dx =# 2
1
x
2
.Lnx -
4
1
x
2
asi que
Area =- lim
a"0 2
1
x
2
.Lnx -
4
1
x
2
8 Ba
1
=- lim
a"0
-
4
1
` j -
2
1
a
2
.Lna -
4
1
a
2
` j8 B =
4
1 + lim
a"0 2
1
a
2
.Lna -
4
1
a
2
` j
Area =
4
1 + lim
a"0 2
1
a
2
.Lna` j
F.I
6 7 8444444 444444
=
4
1 +
2
1
lim
a"0
a
2
1
Lna
e o
=
4
1 +
2
1
lim
a"0
a
2
1
a
1J
L
KKKKKKKK
N
P
OOOOOOOO
=
4
1 +
2
1
lim
a"0
a^ h
Area =
4
1
u
2
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
16 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln senx^ h
** dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si senx 2 0 , x d 0 + 2kr,r + 2kr@ 6 siendo k d Z ver figura de abajo
luego D f = x/x d 0 + 2kr,r + 2kr@ 6con k d Z" ,
** simetria
f x + 2r^ h = Ln sen x + 2r^ h^ h = Ln senx^ h = f x^ h luego la funcion es periodica de periodo 2r.
asi que es mas que suficiente reducir el int ervalo de trabajo a 0,r@ 6ya que f es periodica.
** Corte con los ejes recordad:
sena = senb ,
a = r - b + 2kr
a = b + 2kr
$ siendo k d Z
cosa = cosb ,
a =- b + 2kr
a = b + 2kr
$ siendo k d Z
- Eje x ( y = 0 , Ln senx^ h = 0 , senx = 1 = sen
2
r
,
x = r -
2
r
2
r
G
+ 2kr
x =
2
r + 2kr
Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
siendo k d Z
asi que la funcion corta el eje x en ..........,x =
2
-3r
,x =
2
r
,x =
2
5r
,x =
2
9r
etc.
como la funcion es periodica y estamos trabajando en 0,r@ 6este int ervalo lo corta en
2
r
.
- Eje y ( x = 0 b D f
** Asintotas
- Asintotas horizontales
ya que hemos reducido el D f a 0,r@ 6y como no aparece el 3 & no hay asintotas horizontales.
- Asintotas vertical (se fija en D f " 0,r@ 6en los bordes)
lim
x"0+
f(x) = lim
x"0+
Ln senx^ h = Ln 0+
^ h =-3 ver imag^ h.
lim
x"r-
f(x) = lim
x"r-
Ln senx^ h = Ln 0+
^ h =-3 ver imag^ h.
luego x = 0 y x = r son a sin totas verticales en 0,r@ 6
conclusion x = 2kr y x = r + 2kr = 2k + 1^ hr son las a sin totas verticales en D f .
- Asintotas oblicuas y ramas parabolicas
ya que hemos reducido el D f a 0,r@ 6y como no aparece el 3 & no hay asintotas oblicuas.
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) = Ln senx^ h ( lf x^ h =
senx
1
cos x =
senx
cos x
= cotgx
lf x^ h = 0 ,
senx
cosx
= 0 , cosx = 0 = cos
2
r
,
x =-
2
r + 2kr
x =
2
r + 2kr
* siendo k d Z
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
aqui la solucion va dando saltos de r rad. ver imag.
asi que la solución es x =
2
r
en 0,r@ 6y en el D f x =
2
r + kr con k d Z
x 0
2
r
r
lf x^ h + 0 -
f(x) 3 0 4
luego la función crece en 0,
2
r
A A en D f crece en los int ervalos 2kr,
2
r + 2krA A k d Z
luego la función decrece en
2
r
,r7 7 en D f decrece en los intervalos
2
r + 2kr,r + 2krA A k d Z
** Puntos de inflexión y concavidad.
lf (x) =
senx
cosx
( mf x^ h =
sen
2
x
-sen
2
x - cos
2
x
=
sen
2
x
-1
1 0 ( f es concava
GRAFICA de la función
1º haremos la frafica en el intervalo 0,r@ 6y después la de 2r,3r@ 6, la de -2r,r@ 6....etc.
siempre guiandonos por el D f .
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
17 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
1 - cos x
cos 2x^ h + sen
2
x
** Campo de existencia
f x^ h esxiste si y sólo si 1 - cosx ! 0 , cosx ! 1 = cos0 ,
x =- 0 + 2kr
x = 0 + 2kr
$ , x = 2kr , k d Z
luego D f = x/x d R - 2kr" ,,siendo k d Z" ,
** simetria
f x + 2r^ h =
1 - cos x + 2r^ h
cos 2x + 4r^ h + sen
2
x + 2r^ h
=
1 - cosx
cos 2x^ h + sen
2
x
= f x^ h
asi que la función f es periodica de periodo 2r,luego es suficiente hacer el estudio sobre 0,2r6 @
y como se ve en el dominio de definición 2kr g D f asi que el estudio sera sobre 0,2r@ 6
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
1 - cosx
cos 2x^ h + sen
2
x
= 0 , cos 2x^ h + sen
2
x = 0 , cos
2
x - sen
2
x + sen
2
x = 0
, cos
2
x = 0 , cosx = 0 = cos
2
r
,
x =-
2
r + 2kr
x =
2
r + 2kr
* , con k d Z
, x =
2
r + kr
ver imag abajo
6 7 8444444 444444
, con k d Z ya que la solución va saltando de r en r.
pero como estamos trabajando en 0,2r@ 6asi que la solucion es x =
2
3r
2
r
*
- Eje y ( x = 0 b 0,2r@ 6( tampoco pertenece al D f ( no corta el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales y oblicuas $ no hay ya que el intervalo 0,2r@ 6no esta el 3.
- Asintotas vertical (se fija en 0,2r@ 6en los bordes)
lim
x"0+
f(x) = lim
x"0+ 1 - cosx
cos 2x^ h + sen
2
x
=
0+
1
=+3 ver Imag.
lim
x" 2r^ h-
f(x) = lim
x" 2r^ h- 1 - cosx
cos 2x^ h + sen
2
x
=
0+
1
=+3
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
recordad: sen2x = 2senx. cos x cos 2x = cos
2
x - sen
2
x cos
2
x + sen
2
x = 1
-1 # senx # 1 -1 # cos x # 1
sena = senb ,
a = r - b + 2kr
a = b + 2kr
$ k d Z
cos a = cos b ,
a =- b + 2kr
a = b + 2kr
$ k d Z
----------------------------
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
f(x) =
1 - cosx
cos 2x^ h + sen
2
x
( lf x^ h =
1 - cos x^ h2
-2sen2x + 2senx. cos x^ h
-2senx.cosx
6 7 844444444444444 44444444444444
1 - cos x^ h - cos 2x + sen
2
x^ h
cos2x
6 7 8444444444 444444444
.senx
lf x^ h =
1 - cosx^ h2
-2senx. cos x + 2senx. cos
2
x - cos
2
x.senx
=
1 - cosx^ h2
-2senx. cos x + senx. cos
2
x
lf x^ h =
1 - cos x^ h2
positivo
1 2 3444444 444444
senx. cos x -2 + cos x^ h
negativo
6 7 8444444 444444
el signo de lf x^ h depende del signo senx. cos x
lf x^ h = 0 ,
-2 + cosx = 0 " imposible
senx.cosx = 0
% ( senx.cosx = 0 (
cos x = 0 = cos
2
r
senx = 0 = sen0
)
cosx = cos
2
r
,
x =-
2
r + 2kr
x =
2
r + 2kr
4 , x =
2
r + kr*
senx = sen0 ,
x = r + 2kr
x = 2kr
. , x = kr$
Z
[

]]]]]]]]
]]]]]]]]
siendo k d Z
asi que las soluciones en 0,2r@ 6son
2
r
,r,
2
3r
lf x^ h =
1 - cosx^ h2
positivo
1 2 3444444 444444
senx.cosx -2 + cosx^ h
negativo
6 7 8444444 444444
f
2
r
_ i = 0 , f r^ h =
2
1
, f
2
3r
` j = 0
x 0
2
r
r
2
3r
2r
lf x^ h - 0 + 0 - 0 +
f(x) 4 0 3 2
1
4 0
decreciente creciente decreciente
punto minimo
2
r
,0_ i punto maximo r,
2
1
` j $ en 0,2r@ 6
punto minimo
2
r + 2kr,0_ i punto maximo r + 2kr,
2
1
` j $ en D f
Gráfica de f x^ h
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
18 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 3x
2
- x - 2
** Campo de existencia
f x^ h esxiste si y sólo si 3x
2
- x - 2 ! 0 , x - 1^ h 3x + 2^ h ! 0 , x !
3
-2
1
)
luego D f = R - 1,
3
-2$ . , todas las funciones de valor absoluto son en realidad funciones a trozos.
asi que averiguemos esa función: pero antes averiguemos el signo de 3x
2
- x - 2 = x - 1^ h 3x + 2^ h
x - 3
3
-2
1 + 3
x - 1^ h - - 0 +
3x + 2^ h - 0 + +
3x + 2^ h x - 1^ h + 0 - 0 +
por ultimo f x^ h =
f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ si x d
3
-2
,1B 8= Df2
f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ si x d -3,
3
-2B 8, 1, + 3@ 6= Df1
Z
[

]]]]]
]]]]
** Corte con los ejes se estudia por separado f1 y f2^ h
f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df1 = -3,
3
-2B 8, 1, + 3@ 6
- Eje x ( y = 0 , f1 x^ h = 0 , Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = 0 , 3x
2
- x - 2 = 1 , 3x
2
- x - 3 = 0
x =
6
1 - 37
.- 0,85 d Df1
6
1 + 37
. 1,18 d Df1
Z
[

]]]]]
]]]]]
luego los puntos de corte con el eje x son
6
1 + 37
,0c my
6
1 + 37
,0c m
- Eje y ( x = 0 b Df1 ( no corta el eje y.
f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df2 =
3
-2
,1B 8
- Eje x ( y = 0 , f2 x^ h = 0 , Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = 0 ,- 3x
2
+ x + 2 = 1 ,- 3x
2
+ x + 1 = 0
x =
-6
-1 - 13
. 0,76 d Df2
-6
-1 + 13
.- 0,434 d Df2
Z
[

]]]]]]
]]]]]]
luego los puntos de corte con el eje x son
-6
-1 + 13
,0c my
-6
-1 - 13
,0c m
- Eje y ( x = 0 ( f 0^ h = Ln2 . 0,693 luego punto de corte con el eje y es 0,Ln2^ h
** Asintotas se estudia por separado f1 y f2^ h
f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df1 = -3,
3
-2B 8, 1, + 3@ 6
- Asintotas horizontales
lim
x"3
f(x) = lim
x"3
3x
2
- x - 26 @ = lim
x"3
x
2
3 -
x
1 -
x
2
2
: C =+3 ( no hay asintota horizontal.
- Asintotas verticales(se fija en D f1)
lim
x" 3
-2c m
-
Ln 3x
2
- x - 26 @ = lim
x"
3
-2c m
-
Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln 0-
3
-2 - 1` j8 B = Ln 0+
6 @ =-3
lim
x"1+
Ln 3x
2
- x - 26 @ = lim
x"1+
Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln 5 . 0+
6 @ = Ln 0+
6 @ =-3
f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df2 =
3
-2
,1B 8
- Asintotas horizontales
no hay asintota horizontal.por no existir 3 en Df2
- Asintotas verticales(se fija en D f2)
lim
x" 3
-2c m
+
Ln -3x
2
+ x + 26 @ = lim
x"
3
-2c m
+
Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln -0+
3
-2 - 1` j8 B = Ln 0+
6 @ =-3
lim
x"1-
Ln -3x
2
+ x + 26 @ = lim
x"1-
Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln -5 . 0-
6 @ = Ln 0+
6 @ =-3
ver imagen de abajo para ver sentido de la curva respecto a las asintotas verticales.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. se estudia por separado f1 y f2^ h
*** f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df1 = -3,
3
-2B 8, 1, + 3@ 6
f1 (x) = Ln 3x
2
- x - 26 @ ( lf 1 x^ h =
3x
2
- x - 2
6x - 1
lf 1 x^ h =
3x
2
- x - 2
6x - 1
= 0 , 6x - 1 = 0 , x =
6
1
b D f1
En el intervalo -3,
3
-2B 8, 1, + 3@ 6 , 3x
2
- x - 2 2 0
estudiemos el signo de 6x - 1^ h
6x - 1^ h 2 0 si x d 1, + 3@ 6( lf 1 x^ h 2 0 ( f1 creciente.
6x - 1^ h 1 0 si x d -3,
3
-2B 8( lf 1 x^ h 1 0 ( f1 decreciente.
*
*** f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df2 =
3
-2
,1B 8
f2 (x) = Ln -3x
2
+ x + 26 @ ( lf 2 x^ h =
-3x
2
+ x + 2
-6x + 1
lf 2 x^ h =
-3x
2
+ x + 2
-6x + 1
= 0 ,- 6x + 1 = 0 , x =
6
1
d D f2
En el intervalo
3
-2
,1B 8 , - 3x
2
+ x + 2 2 0 , estudiemos el signo de -6x + 1^ h
x
3
-2
6
1
1
-6x + 1^ h + 0 -
lf 2 x^ h 3 0 4
** Construcción de la Gráfica.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
19 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
cx + d si x d -2,
2
-1B 8
ax + b si x d
2
-1
,1B 8
x
2
+ x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
a halla los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R
¿es derivable para los valores hallados?
b estudia la función con los valores hallados.
a hallar los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R
la función f esta formada por polinomios, luego los únicos puntos de posible discontinuidad son los bordes laterales.
- 2- d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x
2
+ x - 2
lim
x"-2-
f x^ h = lim
x"-2-
x
2
+ x - 26 @ = lim
x"-2-
x - 1^ h x + 2^ h6 @ = 0
- 2+
d -2,
2
-1B 8( f x^ h = cx + d
lim
x"-2+
f x^ h = lim
x"-2+
cx + d6 @ =- 2c + d
como la función es continua ( lim
x"-2+
f x^ h = lim
x"-2-
f x^ h (- 2c + d = 0 ( d = 2c
1+
d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x
2
+ x - 2
lim
x"1+
f x^ h = lim
x"1+
x
2
+ x - 26 @ = lim
x"1+
x - 1^ h x + 2^ h6 @ = 0
1-
d 2
-1
,1B 8( f x^ h = ax + b
lim
x"1-
f x^ h = lim
x"1-
ax + b6 @ = a + b
como la función es continua ( lim
x"1+
f x^ h = lim
x"1-
f x^ h ( a + b = 0 ( a =- b
2
-1 -
d -2,
2
-1B 8( f x^ h = cx + d
lim
x" 2
-1-
f x^ h = lim
x"
2
-1-
cx + d6 @ =
2
-1
c + d
2
-1 +
d 2
-1
,1B 8( f x^ h = ax + b
lim
x"
2
-1+
f x^ h = lim
x" 2
-1+
ax + b6 @ =
2
-1
a + b
como f es continua & lim
x" 2
-1+
f x^ h = lim
x"
2
-1-
f x^ h = f
2
-1` j =
2
-3
, luego
2
-1
c + d =
2
-1
a + b =
2
-3
2
-1
c + d =
2
-3
2
-1
a + b =
2
-3
a =- b
d = 2cZ
[

]]]]]]]]
]]]]]]]]
,
d =- 2
c =- 1
b =- 1
a = 1Z
[

]]]]]
]]]] , Por último f x^ h =
-x - 2 si x d -2,
2
-1B 8
x - 1 si x d
2
-1
,1B 8
x
2
+ x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
¿ derivabilidad para los valores hallados?
f x^ h =
-x - 2 si x d -2,
2
-1B 8
x - 1 si x d
2
-1
,1B 8
x
2
+ x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
( lf x^ h =
-1 si x d -2,
2
-1B 8
1 si x d
2
-1
,1B 8
2 x
2
+ x - 2
2x + 1
si x d -3, - 2@ 6, 1, + 3@ 6
Z
[

]]]]]]]]]
]]]]]]]]]
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
f es derivable en todo el dominio solo falta averiguar si lo es en los laterales del dominio.
1+
d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x
2
+ x - 2
lim
x"1+ x - 1
f x^ h - f 1^ h
= lim
x"1+ x - 1
x
2
+ x - 2 - 0
= lim
x"1+ x - 1
x - 1^ h x + 2^ h
en 1+
x - 1^ h x + 2^ h 2 0 ( x - 1^ h x + 2^ h = x - 1^ h x + 2^ h asi que
lim
x"1+ x - 1
x - 1^ h x + 2^ h
= lim
x"1+
x - 1^ h
x + 2^ h
=
0+
3
=+3 & no es derivable en 1 ;pero aún asi calculemos lim en 1-
1-
d
2
-1
,1B 8( f x^ h = x - 1
lim
x"1- x - 1
f x^ h - f 1^ h
= lim
x"1- x - 1
x - 1 - 0
= lim
x"1-
1 = 1 aunque llegara a ser 3 no seria derivable.
- 2-
d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x
2
+ x - 2
lim
x"-2- x + 2
f x^ h - f -2^ h
= lim
x"-2- x + 2
x
2
+ x - 2 - 0
= lim
x"-2- x + 2
x - 1^ h x + 2^ h
en - 2- x - 1^ h x + 2^ h 2 0 ( x - 1^ h x + 2^ h = - x - 1^ h - x + 2^ h asi que
lim
x"-2- x + 2
x - 1^ h x + 2^ h
= lim
x"-2- - x + 2^ h^ h
2
- x + 2^ h - x - 1^ h
= lim
x"-2- - x + 2^ h
- x - 1^ h
=
0+
3
=+3
asi que ya podemos decir que f no es derivable en - 2
2
-1 +
d 2
-1
,1B 8( f x^ h = x - 1
lf -
2
1 -
` j = lim
x"- 2
1-
x +
2
1
f x^ h - f
2
-1` j
= lim
x"-
2
1-
x +
2
1
x - 1 +
2
1 + 1
= lim
x"- 2
1-
x +
2
1
x +
2
1
= 1
2
-1 -
d -2,
2
-1B 8( f x^ h =- x - 2
lf -
2
1 +
` j = lim
x"- 2
1 +
x +
2
1
f x^ h - f
2
-1` j
= lim
x"-
2
1 +
x +
2
1
-x - 2 -
2
1 + 2
= lim
x"-
2
1 +
x +
2
1
-x -
2
1
=- 1
como lf -
2
1 +
` j ! lf -
2
1 -
` j ( f no es derivable en x =-
2
1
b estudio la función con los valores hallados.
f x^ h =
f3 x^ h =- x - 2 si x d -2,
2
-1B 8
f2 x^ h = x - 1 si x d
2
-1
,1B 8
f1 x^ h = x
2
+ x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
** corte con los ejes se estudia por separado - por intervalos^ h
en -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = f1 x^ h = x
2
+ x - 2
eje x ( y = 0 , x
2
+ x - 2 = 0 , x
2
+ x - 2 = 0 , x - 1^ h x + 2^ h = 0 , x =
-2
1
$
luego 1,0^ hy 2,0^ h son los puntos de corte entre la curva y el eje x
eje y ( x = 0 b -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f1 no corta el eje y
-----------------------
en
2
-1
,1B 8( f x^ h = f2 x^ h = x - 1
eje x ( y = 0 , x - 1 = 0 , x = 1 ( 1,0^ h punto de corte entre f2 y el eje x.
eje y ( x = 0 ( f2 0^ h =- 1 ( 0, - 1^ h punto de corte entre f2 y el eje y.
-----------------------
en -2,
2
-1B 8( f x^ h = f3 x^ h =- x - 2
eje x ( y = 0 ,- x - 2 = 0 , x =- 2 ( -2,0^ h punto de corte entre f3 y el eje x.
eje y ( x = 0 b -2,
2
-1B 8( f3 no corta el eje y.
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
** Asintotas se estudia por separado - por intervalos^ h
Asintota Horizontal
*** en -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = f1 x^ h = x
2
+ x - 2
lim
x"3
f1 x^ h = lim
x"3
x
2
+ x - 2 = lim
x"3
x 1 +
x
1 -
x
2
2
=
lim
x"-3
-x^ h =+3
lim
x"+3
x^ h =+3
* ( no hay a sin tota horizontal.
*** en
2
-1
,1B 8y en -2,
2
-1B 8 no hay asintota horizontal. por no existir 3
Asintota Vertical
lim
x"-2-
f x^ h = lim
x"-2-
f1 x^ h = lim
x"-2-
x
2
+ x - 2 = lim
x"-2-
x - 1^ h x + 2^ h = 0
lim
x"-2+
f x^ h = lim
x"-2+
f3 x^ h = lim
x"-2+
-x - 2^ h = 0
_
`
a
bbbbb
bbbb
& no hay vertical
lim
x"1+
f x^ h = lim
x"1+
f1 x^ h = lim
x"1+
x
2
+ x - 2 = lim
x"1+
x - 1^ h x + 2^ h = 0
lim
x"1-
f x^ h = lim
x"1-
f2 x^ h = lim
x"1-
x - 1^ h = 0
_
`
a
bbbbb
bbbb
& no hay vertical
lim
x"
2
-1+
f x^ h = lim
x" 2
-1+
f2 x^ h = lim
x" 2
-1+
x - 1^ h =-
2
3
lim
x"
2
-1-
f x^ h = lim
x" 2
-1-
f3 x^ h = lim
x" 2
-1-
-x - 2^ h =-
2
3
_
`
a
bbbbbbb
bbbbbbb
& no hay vertical
** Maximo,minimo,crecimiento,decrecimiento
f x^ h =
-x - 2 si x d -2,
2
-1B 8
x - 1 si x d
2
-1
,1B 8
x
2
+ x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z
[

]]]]]]]
]]]]]]]
( lf x^ h =
lf 3 x^ h =- 1 si x d -2,
2
-1B 8
lf 2 x^ h = 1 si x d
2
-1
,1B 8
lf 1 x^ h =
2 x
2
+ x - 2
2x + 1
si x d -3, - 2@ 6, 1, + 3@ 6
Z
[

]]]]]]]]]
]]]]]]]]]
lf 1 x^ h =
2 x
2
+ x - 2
2x + 1
= 0 , 2x + 1 = 0 , x =
2
-1
g -3, - 2@ @, 1, + 36 6
como 2 x
2
+ x - 2 2 0 en -3, - 2@ 6, 1, + 3@ 6 asi que el signo de lf 1 x^ h depende del signo de 2x + 1
En conclusión
lf 1 x^ h 1 0 en -3, - 2@ 6 ( f decreciente , lf 1 x^ h 2 0 en 1, + 3@ 6 ( f creciente
lf 2 x^ h 2 0 en
2
-1
,1B 8( f creciente , lf 3 x^ h 1 0 en -2,
2
-1B 8( f decreciente
ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
20 Ejercicio:
Estudiar y dibujar la función f x^ h =
x
senx
** Campo de existencia = dominio de definición
f x^ h esxiste si y sólo si x ! 0 , luego D f = R*
** simetria
f -x^ h =
-x^ h
sen -x^ h
=
- x^ h
-sen x^ h
=
x
senx
= f x^ h ( la función es par,asi que vamos a hacer
un estudio sobre el intervalo 0, + 3@ 6ya que la función es simetrica respecto al eje de ordenadas.
** Corte con los ejes
- Eje x ( y = 0 ,
x
senx
= 0 , senx = 0 = sen0 , x = kr siendo k d Z*
- Eje y ( x = 0 b D f ( la curva no corta el eje y
** Asintotas
- Asintotas horizontales Recordad: no existe lim
x"3
de senx y cosx pero si que estan acotados
-1 # cosx # 1
-1 # senx # 1
$
lim
x"+3 x
senx
= ??? útilizando el metodo de la guardia civil
sabemos que - 1 # senx # 1 y x d 0, + 3@ 6 luego
x
-1
#
x
senx
#
x
1
x
-1
#
x
senx
#
x
1
( lim
x"+3 x
-1
# lim
x"+3 x
senx
# lim
x"+3 x
1
( 0 # lim
x"+3 x
senx
# 0
luego podemos confirmar que lim
x"+3 x
senx
= 0 ( y = 0 es la asintota horizontal.
- Asintotas vertical (se fija en D f " ya que f es par nos fijaremos en 0, + 3@ 6)
lim
x"0+ x
senx
=
0
0
F.I aplicando L´Hopital $ lim
x"0+ x
senx
= lim
x"0+ 1
cosx
= 1
y como f es par podemos concluir que lim
x"0- x
senx
= 1
por último f no tiene asintota vertical en x = 0
** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.
f(x) =
x
senx
( lf x^ h =
x
2
x.cosx - senx
lf x^ h = 0 ,
x
2
x.cosx - senx
= 0 , x.cosx - senx = 0 , x =
cosx
senx
= tagx
para resolver la ecuación x = tagx es haciendo la grafica de las dos funciones g x^ h = x y h x^ h = tagx
la solución son los puntos de intersección de las curvas de las funciones g y h
viendo las graficas de h y g se ve que tienen infinitas soluciones,pero siempre
seguiendo una pauta en
2
-r
,
2
r7 Ahay una solución,en
2
r
,
2
3r
8 Bhay una solución
en
2
3r
,
2
5r
8 Bhay una solución,en
2
5r
,
2
7r
8 Bhay una solución,......asi sucesevamente hasta el 3
se observa que siempre tenemos un intervalo de longitud r lo que nos indica que siempre hay una solución
de la ecuacion en el intervalo
2
-r + kr,
2
r + kr7 A siendo k d Z*
Tabla de variación
x 0
2
3r
- b_ i
2
5r
- c_ i
2
7r
- c_ i..................
lf x^ h - 0 + 0 - 0 + ..........
f(x) 4 3 4 3 ..............
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  • 1.
  • 2. Estudio de Funciones 1º Dominio de Definicion = Df f(x) = h(x) g(x) AA f existe si y solo si h(x) ! 0 f(x) = h(x)2n AA f existe si y solo si h(x) $ 0 f(x) = loga h(x)6 @ AA f existe si y solo si h(x) 2 0 f(x) = arcsen h(x)6 @ AA f existe si y solo si - 1 # h(x) # 1 f(x) = arccos h(x)6 @ AA f existe si y solo si - 1 # h(x) # 1 f(x) = arctag h(x)6 @ AA f existe siempre Df = Dh f(x) = h(x)6 @g(x) AA f existe si y solo si h(x) 2 0 2º Simetria o periocidad 1º f(- x) = f(x) ( f es una funcion par 2º f(- x) =- f(x) ( f es una funcion impar 3º f(x + a) = f(x) ( f es una funcion periodica de periodo a 3º Continuidad a f es continua en a , lim x"a f(x) = f(a) = n d R b f es continua en a , lim x"a+ f(x) = lim x"a- f(x) = f(a) = n d R la b se utiliza en funciones a trozos,tambien para ver si la funcion es continua o no en el punto que esta excluido del dominio de definicion casos de continuidad evitable 1 lim x"a f(x) ! f(a) 2 lim x"a f(x) = n y f(a) no existe Teorema de BOLZANO si f a^ h es de distinto signo que f b^ h f x^ h es continua en a,b6 @ ( ( 7 c d a,b@ 6tal que f c^ h = 0 4º Derivabilidad para que una funcion sea derivable en x = a antes tiene que ser continua en x = a lf a^ h = lim x"a x - a f x^ h - f a^ h ó lf a-^ h = lim h"0- h f a + h^ h - f a^ h lf a+^ h = lim h"0+ h f a + h^ h - f a^ hZ [ ]]]]]] ]]]]]] si lf a+ ^ h = lf a- ^ h & f es derivable en a f derivable en a & f continua en a f continua en a ( f derivable en a en lo ultimo de este resumen de funciones se encuentra la tabla de derivadas que habra que memorizar muy bien porque seran muy valiosos para los integrales 5º Corte con los ejes ** corte con el eje y x = 0 , y = f(0) ** corte con el eje x y = 0 , f(x) = 0 se resuelve sacando los valores de x ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 3. Algunos casos particulares si y = h(x)n ; y = 0 , h(x) = 0 si y = loga h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 1 si y = sen h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = kr k d Z si y = cos h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) =! 2 r + 2kr k d Z si y = tag h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = h(x) = kr k d Z h(x) !! 2 r + 2kr k d Z * si y = arcsen h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 0 si y = arccos h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 1 si y = arctan h(x)6 @ ; y = 0 , h(x) = 0 6º Asintotas *** Asintotas verticales se fija en los puntos que estan excluidos de D f por ejemplo D f = R - a" , pues si lim x"a f(x) = 3 ( x = a es la asintota vertical se calcula : lim x"a+ f(x) =+3 ; lim x"a- f(x) =+3 asi ver el sentido de la curva respecto a la asintota vertical (ver imagen de abajo para entenderlo). - - lim x"a- f(x) =+3 lim x"a+ f (x) =+3 $ asintota vertical a eje x lim x"a+ f(x) =-3 ; lim x"a- f(x) =-3 asi ver el sentido de la curva respecto a la asintota vertical (ver imagen de abajo para entenderlo). a eje x $ asintota vertical lim x"a- f(x) =-3 lim x"a+ f (x) =-3 . . ** Asintota horizontal se calcula (lim x"3 f(x) = a ; a d R) ( y = a es la asintota horizontal ** Posicion de la curva respecto a la asintota Horizontal si lim x"+3 (f(x) - a) = b 1 0 & la curva va por debajo de la asintota cuando x "+3 si lim x"-3 (f(x) - a) = b 1 0 & la curva va por debajo de la asintota cuando x "-3 (ver imagen de abajo para entenderlo) Y lim x"-3 (f(x) - a) = b 1 0 lim x"+3 (f(x) - a) = b 1 0 a $ asintota Horizontal X eje y eje y ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 4. si lim x"+3 (f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "+3 si lim x"-3 (f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "-3 (ver imagen de abajo para entenderlo) Y lim x"-3 (f(x) - a) = b 2 0 lim x"+3 (f(x) - a) = b 2 0 a $ asintota Horizontal X Los puntos de corte entre f x^ hy la asintota horizontal es: calcular f x^ h = a & x = c & c,f c^ h^ hes el punto de corte. ** Asintota Oblicua si a = 3 , es decir lim x"3 f(x) = 3 & no hay asintota horizontal asin que habra que estudiar la asintota oblicua que es de la forma y = mx + n tal que m = lim x"3 x f(x) ; m ! 0 ; m ! 3 n = lim x"3 (f(x) - mx) ; n ! 3 Z [ ]]]]] ]]]]] si n = lim x"3 f x^ h - mx6 @ = 3 & la curva tiene una rama parabolica de direccion la recta y = mx m = lim x"3 x f(x) = 0 & la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje ox m = lim x"3 x f(x) = 3 & la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy Z [ ]]]]]]]] ]]]]]]]] *** Aveces es mejor hallar los puntos de corte entre la curva y la asintota oblicua que se hace de la seguiente manera: y = mx + n y = f x^ h ' ( f x^ h = mx + n & x = c & c,f c^ h^ h es el punto de corte *** Siempre hay que calcular la posicion de la curva respecto a la asintota oblicua f x^ h - mx + n^ h 2 0 & la curva esta por encima de la asintota oblicua o bien lim x"+3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0 ; lim x"-3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0 lim x"+3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0 X $ asintota oblicua y = mx + n lim x"-3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 2 0 f x^ h - mx + n^ h 1 0 & la curva esta por debajo de la asintota oblicua o bien lim x"+3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0 ; lim x"-3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0 lim x"+3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0 X asintota oblicua y = mx + n " lim x"-3 f x^ h - mx + n^ h6 @ = b 1 0 Observacion: ** si hay asintota horizontal & no hay oblicua ** si no hay asintota horizontal & puede que haya oblicua Y ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 5. 7º Monotonia,Puntos criticos Maximo,Minimo,Creciente y Decreciente Supongamos que D f = R - b" , 1 hallaremos lf x^ h 2 calcular lf x^ h = 0 ( x = a 3 hacer la tabla donde aparecen todos los valores excluidos de D f y los que anulan lf x^ h_ i x - 3 a b + 3 se coge un nº de los intervalos lf x^ h 5 0 6 5 y se remplaza en lf x^ hpara ver si es f x^ h 3 f a^ h 4 3 +& f es creciente 3 a,f a^ h^ h maximo -& f es decreciente 4 x - 3 a b + 3 lf x^ h 6 0 5 5 f x^ h 4 f a^ h 3 3 a,f a^ h^ h minimo ** si lo que queremos es hallar sólo los maximos y minimos 1 calcular lf x^ h 2 lf x^ h = 0 ( x = a 3 hallar mf x^ h,luego si ** mf a^ h 1 0 ( a,f a^ h^ hes un maximo ** mf a^ h 2 0 ( a,f a^ h^ hes un minimo ** mf a^ h = 0 y nf a^ h ! 0 ( a,f a^ h^ hes un punto de inflexion ** Ahora si nf a^ h = 0 ......asi sucesivo f 4 a^ h 2 0 ( a,f a^ h^ hminimo f 4 a^ h 1 0 ( a,f a^ h^ hmaximo * 8º Concavidad,Punto inflexion 1 calcular mf x^ h 2 hallar los valores que anulen mf x^ h = 0 ( x = a 3 ponemos la tabla de signos de mf x^ h donde aparecen los valores que anulen mf x^ h y los valores que s D f * en los intervalos donde mf x^ h 2 0 & f x^ hdirige su concavidad hacia la parte + del eje oy * en los intervalos donde mf x^ h 1 0 & f x^ hdirige su concavidad hacia la parte - del eje oy a,f a^ h^ h es el punto de inflexion donde hay cambio de concavidad^ h x - 3 b a + 3 mf x^ h 5 5 0 6 f x^ h , , f a^ h + a,f a^ h^ h es el punto de inflexion porque hay cambio de concavidad ** Ecuacion de la recta tangente en x = a y - f a^ h = lf a^ h x - a^ h A pendiente de la recta es mt = lf a^ h ** Ecuacion de la recta Normal en x = a y - f a^ h = lf a^ h -1 x - a^ h A pendiente de la recta es mn = lf a^ h -1 ** Observación: mt .mn =- 1 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 6. ** ** Observación ** nos dan un punto a,b^ h por el que pasa la funcion f x^ h ( f a^ h = b ** extremo en x = a ( lf a^ h = 0 ** extremo en a,b^ h ( lf a^ h = 0 y f a^ h = b ** punto de inflexion en x = a ( mf a^ h = 0 ** punto de inflexion en a,b^ h ( mf a^ h = 0 y f a^ h = b ----------------------------------- Aprended la tabla de derivadas como si fuera 1 + 1 = 2 Tabla de Derivadas 1 y = k cte^ h ( ly = 0 2 y = f x^ h6 @n ( ly = n. f x^ h6 @n-1 . lf x^ h 3 y = k.f x^ h ( ly = k. lf x^ h 4 y = f x^ h ! g x^ h ( ly = lf x^ h ! lg x^ h 5 y = f x^ h.g x^ h ( ly = lf x^ h.g x^ h + f x^ h. lg x^ h 6 y = g x^ h f x^ h ( ly = g x^ h6 @2 lf x^ h.g x^ h - f x^ h. lg x^ h 7 y = fog x^ h ( ly = lf og x^ h6 @. lg x^ h 8 y = f-1 x^ h ( ly = lf of-1 x^ h 1 9 y = loga f x^ h ( ly = f x^ h lf x^ h Ln a^ h 1 10 y = a f x^ h ( ly = a f x^ h . lf x^ h.Ln a^ h 11 y = e f x^ h ( ly = e f x^ h . lf x^ h 12 y = senf x^ h ( ly = cosf x^ h. lf x^ h 13 y = cosf x^ h ( ly =- senf x^ h. lf x^ h 14 y = tagf x^ h ( ly = cos 2 f x^ h 1 lf x^ h = 1 + tag 2 f x^ h6 @. lf x^ h 15 y = cotgf x^ h ( ly = sen 2 f x^ h -1 lf x^ h =- 1 + cotg 2 f x^ h6 @. lf x^ h 16 y = arcsenf x^ h ( ly = 1 - f x^ h6 @2 1 lf x^ h 17 y = arcosf x^ h ( ly = 1 - f x^ h6 @2 -1 lf x^ h 18 y = arctagf x^ h ( ly = 1 + f x^ h6 @2 1 lf x^ h 19 y = arcotgf x^ h ( ly = 1 + f x^ h6 @2 -1 lf x^ h 20 y = f x^ h6 @g x^ h A para esta formula se utiliza eLna = a asi que y = eln f x^ h7 A g x^ h = eg x^ hLnf x^ h AA solo queda aplicar formulas anteriores Ahora veremos algunos ejercicios de distinta clase para saber como resolverlos. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 7. EJERCICIOS RESUELTOS 1 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x + 1 x - 2^ h2 2 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x Lnx y halla el area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre 1 # x # e. 3 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x - 1 x + 1 4 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = 4 - x 2 x 5 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = 2x 2 + 4x^ h.e-x y halla el area limitada por la curva de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6 Hallar las ecuaciones de la tangente y la normal a la curva en el punto de abscisa x = 0 6 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h =! x 2 - x 7 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2x 8 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2 + 2x + 4 x + 1 y halla el area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2. 9 Ejercicio: sea f una función numerica de variable real x definida por f x^ h = 1 - x 1 + x a Estudie la función f y haz la grafica de la función b Calcule 1 - x dx 2 4 # c Halla el area de la curva limitada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4 10 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 2x 2 - 3x + 1^ h Halla el area comprendida entre f x^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x = 2 3 y x = 4 11 Ejercicio: Sea f: 2 -r , 2 3rB 8$ R tal que f x^ h = 1 + senx cosx ** a estudiar la función y representar la grafica. ** b ecuación de la recta tangente y la normal en el punto de abscisa x = 2 r ** c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x = 2 r 12 Ejercicio: Sea f: -r,r6 @ $ R tal que f x^ h = 1 - cosx 1 + cosx Estudiar y graficar la función. 13 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2 - 2x ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 8. 14 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2 e x Calcula el Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = e.x 15 Ejercicio: f: 0, + 36 6$ R / f x^ h = f 0^ h = 0 si x = 0 xLnx si x 2 0 % a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 36 6 b estudiar la función y construir la fráfica de f c ecuacion de la recta tangente en x = 1 d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f 16 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln senx^ h 17 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = 1 - cosx cos 2x^ h + sen 2 x 18 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 3x 2 - x - 2 19 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = cx + d si x d -2, 2 -1B 8 ax + b si x d 2 -1 ,1B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] a halla los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R ¿es derivable para los valores hallados? b estudia la función con los valores hallados. Pasos a seguir para la construcción de la curva 1º Dibujar los ejes luego señalizar D f y los puntos de corte con los ejes. 2º Dibujar las asintotas y el sentido de la curva y su posición respecto a la asintotas. 3º señalizar puntos maximos,minimos, y puntos de inflexión. 4º trazar los intervalos de crecimiento y decrecimiento. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 9. 1 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x + 1 x - 2^ h2 ** Campo de existencia = dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si x + 1 ! 0 , x !- 1 luego D f = R - -1" , ** simetria f -x^ h = -x + 1 -x - 2^ h2 !! f x^ h , luego f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 ( x + 1 x - 2^ h2 = 0 ( x - 2^ h2 = 0 ( x = 2 luego 2,0^ h es el punto de corte de la funcion con el eje x - Eje y ( x = 0 ( y = 0 + 1 0 - 2^ h2 ( y = 4 luego 0,4^ h es el punto de corte de la funcion con el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 x + 1 x - 2^ h2 = lim x"3 x + 1 x 2 - 4x + 4 a k = lim x"3 x x 2 = lim x"3 x = lim x"-3 x =-3 lim x"+3 x =+3 * como el limite no es un nº real finito ( no hay asintota horizontal - Asintotas vertical (se fija en D f) lim x"-1 f(x) = lim x"-1 x + 1 x - 2^ h2 = lim x"-1- x + 1 x - 2^ h2 = 0- 9 =-3 lim x"-1+ x + 1 x - 2^ h2 = 0+ 9 =+3 Z [ ]]]]]] ]]]]]] - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx6 @ m = lim x"3 x f(x)Z [ ]]]]] ]]]] m = lim x"3 x f(x) = lim x"3 x x + 1 x - 2^ h2 = lim x"3 x 2 + x x - 2^ h2 = lim x"3 x 2 + x x 2 - 4x + 4 = lim x"3 x 2 x 2 = lim x"3 1 = 1 = m n = lim x"3 f(x) - mx6 @ = lim x"3 x + 1 x - 2^ h2 - x; E = lim x"3 x + 1 x 2 - 4x + 4 - x 2 - x = lim x"3 x -5x = -5 = n luego la asintota oblicua es y = x - 5 Puntos de corte entre la curva y la asintota oblicua y = x - 5 y = x + 1 x - 2^ h2 * ( x + 1 x - 2^ h2 = x - 5 , x 2 - 4x + 4 = x 2 - 4x - 5 , 4 =- 5 A absurdo esto implica que la curva no corta la asintota oblicua Posición de la curva respecto a la asintota oblicua lim x"3 f(x) - y6 @ = lim x"3 x + 1 x - 2^ h2 - x - 5^ h; E = lim x"3 x + 1 x 2 - 4x + 4 - x 2 + 4x + 5 = lim x"3 x + 1 9 = lim x"3 x + 1 9 = lim x"-3 x + 1 9 = 0- $ f(x) esta por debajo de la asintota oblicua cuando x "-3 lim x"+3 x + 1 9 = 0+ $ f(x) esta por encima de la asintota oblicua cuando x "+3 Z [ ]]]]] ]]]] ** Maximos,Minimos,int ervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x + 1 x - 2^ h2 ( lf x^ h = x + 1^ h2 2 x - 2^ h x + 1^ h - x - 2^ h2 = x + 1^ h2 2 x 2 - x - 2^ h - x 2 + 4x - 4 = x + 1^ h2 x 2 + 2x - 8 lf x^ h = 0 & x 2 + 2x - 8 = 0 T = 4 - 4.1. -8^ h = 36 & T = 6 x1 = 2 -2 - 6 =- 4 ( y = -3 -6^ h2 =- 12 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 10. x2 = 2 -2 + 6 = 2 ( y = 3 0 = 0 Ahora toca hacer la tabla donde aparecen los valores que anulan lf y los excluidos de D f x - 3 - 4 - 1 2 + 3 los signos se hallan cogiendo valores lf x^ h + 0 - - 0 + al azar de los intervalos f(x) 3 - 12 4 4 0 3 lf -5^ h = 16 7 2 0 A+ ; lf -2^ h = 1 -8 1 0 A- ; lf 0^ h =- 8 1 0 ; lf 3^ h = 16 7 2 0 A+ punto -4, - 12^ h es un maximo , punto 2,0^ h es un minimo ** Puntos de inf lexión y concavidad. lf (x) = x + 1^ h2 x 2 + 2x - 8 ( mf x^ h = x + 1^ h4 2x + 2^ h x + 1^ h2 - 2 x 2 + 2x - 8^ h x + 1^ h = x + 1^ h3 18 mf x^ h = 0 , x + 1^ h3 18 = 0 ( 18 = 0 absurdo , luego no hay ningún valor que anule mf x^ h Ahora toca hacer la tabla donde aparecen los valores que anulan mf y los excluidos de D f x - 3 - 1 + 3 mf x^ h - + f x^ h + , si mf (x) 2 0 & f(x) dirige su concavidad hacia la parte + del eje oy si mf (x) 1 0 & f(x) dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 11. 2 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x Lnx y halla el area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre 1 # x # e. ** Campo de existencia = dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si x 2 0 x ! 0 $ ( x ! R* + Luego D f = R* + ** simetria f -x^ h = -x Ln -x^ h !- f(x) asi que f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x Lnx = 0 , Lnx = 0 , x = 1 luego 1,0^ hes el punto de corte entre la curva y el eje x - Eje y ( x = 0 g D f luego la funcion f(x) no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 x Lnx = +3 +3 forma indeterminada,aplicando l´hopital lim x"+3 f(x) = lim x"+3 1 x 1 = lim x"+3 x 1 = +3 1 = 0 + nos indica que la curva esta encima de la asintota^ h y = 0 es la asintota horizontal - Asintotas vertical (se fija en D f= 0, + 3@ 6) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ x Lnx = lim x"0+ x 1 Lnx =+3. -3^ h =-3 - Asintotas oblicuas no hay al haber asintota horizontal^ h ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x Lnx ( lf (x) = x 2 x 1 x - Lnx = x 2 1 - Lnx lf (x) = 0 , x 2 1 - Lnx = 0 , 1 - Lnx = 0 , Lnx = 1 , x = e x 0 e + 3 lf (1) = 1 2 0 A + lf (x) + 0 - lf (e 2 ) = e 4 -1 1 0 A - f(x) 3 e 1 4 como se observa en la tabla e, e 1 ` j es el punto maximo ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = x 2 1 - Lnx ( mf (x) = x 4 x -1 x 2 - 2x 1 - Lnx^ h = x 4 -x - 2x 1 - Lnx^ h = x 3 -3 + 2Lnx mf (x) = x 3 -3 + 2Lnx = 0 ,- 3 + 2Lnx = 0 , Lnx = 2 3 , x = e 2 3 = e 3 y f(e 2 3 ) = e 2 3 Lne 2 3 = 2 e 3 3 luego el punto de inf lexion es ( e 3 , 2 e 3 3 ) x 0 e 3 + 3 mf (x) - 0 + asi que e 3 , 2 e 3 3 c m es el punto de inflexión f(x) + concava S 2 e 3 3 , convexa S que es donde hay cambio de concavidad. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 12. ** Calculo del Area. Area = f(x).dx = 1 e # x Lnx .dx 1 e # Integrando por partes dv = x 1 dx & v = Lnx u = Lnx & du = x 1 dx * & Area = x Lnx .dx 1 e # = Lnx^ h2 6 @1 e - x Lnx .dx 1 e # Area = Lnx^ h2 - Area , 2.Area = Lnx^ h2 , Area = 2 Lnx^ h2 ; E 1 e = 2 1 - 08 B = 2 1 u 2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 13. 3 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x - 1 x + 1 ** Campo de existencia f x^ h esxiste si y sólo si x - 1 ! 0 x - 1 x + 1 $ 0 * , x ! 1 x - 1 x + 1 x - 1 x - 1 $ 0) , x ! 1 x - 1^ h2 x 2 - 1 $ 0 * , x ! 1 x 2 - 1 $ 0% , x ! 1 x 2 $ 1 % , x 2 = 1 + x =- 1 x = 1 $ luego x - 3 - 1 1 + 3 x 2 $ 1 # 1 $ 1 Por último Df = -3, - 1@ @, 1, + 3@ 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x - 1 x + 1 = 0 , x - 1 x + 1 = 0 , x + 1 = 0 , x =- 1 la curva corta el eje x en el punto -1,0^ h - Eje y ( x = 0 g Df lo que significa que la curva no corta el eje de ordenadas. ** Asintotas - Asintota Horizontal. lim x"3 f(x) = lim x"3 x - 1 x + 1 = lim x"3 x - 1 x + 1 ` j = lim x"3 x x = 1_ i = 1 luego la asintota horizontal es y = 1 - Posición de la curva respecto a la asintota horizontal lim x"3 f(x) - y6 @ = lim x"3 x - 1 x + 1 - 1: C = lim x"3 x - 1 x + 1 - 1a k x - 1 x + 1 + 1 x - 1 x + 1 + 1 J L KKKKKKKK N P OOOOOOOO R T SSSSSSSSS V X WWWWWWWWW = lim x"3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 x + 1 - 1 J L KKKKKKK N P OOOOOOO R T SSSSSSSSS V X WWWWWWWWW lim x"3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 2J L KKKKKKK N P OOOOOOO R T SSSSSSSSS V X WWWWWWWWW = lim x"-3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 2J L KKKKKKK N P OOOOOOO R T SSSSSSSSS V X WWWWWWWWW lim x"+3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 2J L KKKKKKK N P OOOOOOO R T SSSSSSSSS V X WWWWWWWWW Z [ ]]]]]]]]]]] ]]]]]]]]]]] = lim x"-3 2 0- ` j8 B lim x"+3 2 0+ a k: C Z [ ]]]]] ]]]]] = 0- U la curva esta debajo de la asintota 0+ U la curva esta encima de la asintota' - Asintota vertical. se fija en D f " valores del borde de dominio^ h lim x"1+ x - 1 x + 1: C = lim x"1+ 0 + 2 : C =+3 luego x = 1 es la asintota vertical - Asintota oblicua. no hay oblicua porque hay asintota horizontal ** Maximos,Minimos,puntos de crecimiento y decrecimiento. f x^ h = x - 1 x + 1 ( lf (x) = 2 1 x - 1 x + 1 ` j 2 -1 x - 1^ h2 x - 1^ h - x + 1^ h < F = x - 1^ h2 -1 x + 1 x - 1 # 0 porque x + 1 x - 1 $ 0 y x - 1^ h2 -1 1 0 luego f(x) es decreciente en todo D f,y como se ve lf (x) no esta definida en x = 1 lim x"-1- lf (x) = lim x"-1- x - 1^ h2 -1 x + 1 x - 1 = 4 -1 0- -2 = 4 -1 +3^ h =-3 esto nos indica que la curva tiene una tangente vertical en el punto -1,0^ h x - 3 - 1 1 + 3 lf (x) - - f(x) 4 0 4 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 14. 4 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = 4 - x 2 x ** Campo de existencia f x^ h esxiste si y sólo si 4 - x 2 2 0 , x 2 1 4 ,- 2 1 x 1 2 luego D f = -2,2@ 6 ** simetria f -x^ h = 4 - -x^ h2 -x = 4 - x 2 -x =- f(x) ( f es una función impar posee una simetria rotacional con respecto al origen de coordinadas^ h asi que es mas que suficiente hacer un estudio en el intervalo 0,26 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 4 - x 2 x = 0 , x = 0 luego el 0,0^ h es el punto de corte entre la curva y el eje de las abscisas X - Eje y ( x = 0 ( y = 4 - 0 2 0 = 0 luego el 0,0^ h es el punto de corte entre la curva y el eje de las ordenadas Y ** Asintotas - Asintotas horizontales: no hay ( ya que la funcion no esta definida en los 3) - Asintotas oblicuas: no hay ( ya que la funcion no esta definida en los 3) - Asintotas vertical (se fija en D f en los bordes , los limites) como la funcion es impar y el D f se ha reducido a la mitad 0,26 6basta en hallar lim x"2- f(x) = lim x"2- 4 - x 2 x = 0+ 2 =+3 ( x = 2 es asintota vertical y como la funcion es impar ( lim x"-2+ f(x) =-3 ( x =- 2 es asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = 4 - x 2 x , f(x) = x. 4 - x 2 ^ h 2 -1 ( lf x^ h = 4 - x 2 ^ h 2 -1 + x. 2 -1` j 4 - x 2 ^ h 2 -3 -2x^ h , lf x^ h = 4 - x 2 1 + 4 - x 2 ^ h 4 - x 2 x 2 = 4 - x 2 1 1 + 4 - x 2 ^ h x 2 ; E haciendo division de polinomios x 2 4 - x 2 g x 2 - 4 - 1 asi que 4 - x 2 ^ h x 2 =- 1 + 4 - x 2 4 ---- 4 luego lf x^ h = 4 - x 2 1 4 - x 2 4 = 4 4 - x 2 ^ h-1 4 - x 2 ^ h 2 -1 = 4 4 - x 2 ^ h 2 -3 = 4 - x 2 ^ h3 4 2 0 ( f(x) es creciente en todo el intervalo - Tabla de valores: x - 2 2 lf x^ h + f(x) 3 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 15. ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = 4 4 - x 2 ^ h 2 -3 ( mf x^ h = 4. 2 -3` j -2x^ h 4 - x 2 ^ h 2 -5 = 4 - x 2 ^ h5 12x mf x^ h = 0 , 4 - x 2 ^ h5 12x = 0 , 12x = 0 , x = 0 ( f 0^ h = 0 x - 2 0 2 mf -1^ h = 3 5 -12 1 0 mf x^ h - 0 + mf 1^ h = 3 5 12 2 0 f x^ h + 0 , en el intervalo -2,0@ @ f(x) dirige su concavidad hacia la parte negativa del eje oy. en el intervalo 0,26 6 f(x) dirige su concavidad hacia la parte positiva del eje oy. el punto 0,0^ h es el punto de inf lexión de la curva ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 16. 5 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = 2x 2 + 4x^ h.e-x y halla el area limitada por la curva de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6 Hallar las ecuaciones de la tangente y la normal a la curva en el punto de abscisa x = 0 ** Campo de existencia = dominio de definición f x^ h esxiste para 6 x d R,luego D f = R ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 2x 2 + 4x^ h.e-x = 0 , x 2x + 4^ h = 0 , 2x + 4 = 0 x = 0 $ , x =- 2 x = 0 $ asi que la curva corta el eje x en 0,0^ h y -2,0^ h - Eje y ( x = 0 ( y = 0 asi que la curva corta el eje y en 0,0^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @ = lim x"-3 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @ " B lim x"+3 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @ " A * A = lim x"+3 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @ =+3.0 F.I (forma indeterminada) lim x"+3 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @ = lim x"+3 e x 2x 2 + 4x^ h ; E = +3 +3 F.I aplicando la regla de l´Hopital queda asi lim x"+3 e x 4x + 4^ h ; E = +3 +3 F.I aplicando la regla de l´Hopital^ h = lim x"+3 e x 4 8 B = 0+ " asintota horizontal en eje x + y significa que la curva esta encima del ox + B = lim x"-3 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @ = lim x"-3 x 2 2 + x 4 ` j.e-x 8 B =+3. + 3 =+3 " no hay asintota horizontal en eje x - - Asintotas vertical (se fija en D f) en los valores excluidos,como no hay ( no hay asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = 2x 2 + 4x^ h.e-x ( lf x^ h = 4x + 4^ h.e-x - 2x 2 + 4x^ h.e-x = -2x 2 + 4^ h.e-x lf x^ h = 0 , -2x 2 + 4^ h.e-x = 0 ,- 2x 2 + 4 = 0 , x =- 2 $ f(- 2) = 4 - 4 2^ he 2 x = 2 $ f( 2) = 4 + 4 2^ he- 2 = ) x - 3 - 2 2 + 3 lf -2^ h = -8 + 4^ he 2 =- 4e 2 1 0 lf x^ h - 0 + 0 - lf 0^ h = 4 2 0 f x^ h 4 2,35 3 -6,81 4 lf 2^ h =- 4e-2 1 0 punto - 2,2,35^ h es un minimo , punto 2, - 6,81^ h es un maximo ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = -2x 2 + 4^ h.e-x ( mf x^ h =- 4x.e-x - -2x 2 + 4^ h.e-x = 2x 2 - 4x - 4^ h.e-x mf x^ h = 0 , 2x 2 - 4x - 4 = 0 , x 2 - 2x - 2 = 0 , x = 2 2 - 2 3 = 1 - 3 .- 0,73 $ f 1 - 3^ h c- 3,86 x = 2 2 + 2 3 = 1 + 3 . 2,73 $ f 1 + 3^ h c 1,683 Z [ ]]]]] ]]]]] x - 3 1 - 3^ h 1 + 3^ h + 3 mf -1^ h = 2e 2 0 mf x^ h + 0 - 0 + mf 0^ h =- 4 1 0 f x^ h , -3,86 + 1,683 , mf 3^ h = 2e -3 2 0 asi que los puntos -0,73 ; - 3,86^ h y 2,73 ; 1,683^ h son los puntos de inflexión ver grafica de abajo ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 17. Grafica de la función ** area limitada por la curva de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6 Area = 2x 2 + 4x^ h.e-x .dx 0 6 # integrando por partes dv = e-x .dx & v =- e-x u = 2x 2 + 4x & du = 4x + 4^ h.dx ' Area = - 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @0 6 + 4x + 4^ he-x .dx 0 6 # resolviendo otra vez por partes dv = e-x .dx & v =- e-x u = 4x + 4 & du = 4.dx $ = - 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @0 6 + - 4x + 4^ h.e-x 6 @0 6 + 4e-x .dx 0 6 # = - 2x 2 + 4x^ h.e-x 6 @0 6 + - 4x + 4^ h.e-x 6 @0 6 + - 4^ h.e-x 6 @0 6 = -2x 2 - 8x - 8^ h.e-x 6 @0 6 = -72 - 48 - 8^ he-6 + 86 @ = 7,68 u 2 ** Ecuaciones de la tangente y la normal Ecuacion de la recta tangente en x = a es y - f a^ h = lf a^ h x - a^ h luego en x = 0 es y - f 0^ h = lf 0^ h x - 0^ h y como f 0^ h = 2.0 2 + 4.0^ h.e-0 = 0 ; lf 0^ h = -2.0 2 + 4^ h.e-0 = 4 Ecuacion de la recta tangente queda de la seguiente manera y = 4x Ecuacion de la recta Normal en x = a es y - f a^ h = lf a^ h -1 x - a^ h Remplazando queda de la seguiente forma: 4y + x = 0 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 18. 6 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h =! x 2 - x ** Campo de existencia f x^ h esxiste si y sólo si x ! 0 x 2 - x $ 0) , x ! 0 x 2 - x x x $ 0) , x ! 0 x 2 2 - x^ hx $ 0* , x ! 0 2 - x^ hx $ 0 ' 2 - x^ hx ( x = 2 x = 0 $ x - 3 0 2 + 3 x - 0 + 2 + luego D f = 0,2@ @ 2 - x^ h + 2 + 0 - 2 - x^ hx - 0 + 0 - ** simetria ! nos indica que la curva es simetrica respecto del eje ox.esto nos permite representar la curva y = x 2 - x y después hallar su simetrica respecto de ox(como si doblaramos el folio sobre el eje x) ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 - x = 0 , x 2 - x = 0 , 2 - x = 0 , x = 2 luego f(x) corta el eje x en el punto (2,0) - Eje y ( x = 0 z D f , luego f(x) no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales no hay porque f(x) no esta definida cuando x " 3 - Asintotas oblicuas no hay porque f(x) no esta definida cuando x " 3 - Asintotas vertical lim x"0+ f(x) = lim x"0+ x 2 - x = lim x"0+ x 2 - x` j = 0+ 2 =+3 luego x = 0 es la asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 - x = x 2 - x` j2 1 ( lf x^ h = 2 1 x 2 - x` j 2 -1 x 2 -x - 2 - x^ h c m = x 2 -1 2 - x x 1 0 luego la función f(x) strictamente decreciente en el intervalo 0,2@ 6 lf x^ h no esta definida en x = 2 , lim x"2- x 2 -1 2 - x x a k = lim x"2- - x 4 2 - x^ h x a k = lim x"2- - x 3 2 - x^ h 1 c m = lim x"2- - x 3 2 - x^ h 1 c m = - 0+ 1 a k =-3 ( lf 2^ h " 3 ( la curva tiene una tangente vertical en 2,0^ h recuerde: pendiente de una recta vertical es 3 pendiente de una recta horizontal es 0 x 0 2 lf x^ h - f x^ h 4 0 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 19. lf x^ h = x 2 -1 2 - x x =- x 3 2 - x^ h6 @ 2 -1 ( mf x^ h = 2 1 x 3 2 - x^ h6 @ 2 -3 3x 2 2 - x^ h - x 3 6 @ = 2 1 x 3 2 - x^ h6 @ 2 -3 6x 2 - 4x 3 6 @ mf x^ h = x 3 2 - x^ h6 @3 3x 2 - 2x 3 mf x^ h = 0 , x 3 2 - x^ h6 @3 3x 2 - 2x 3 = 0 , 3x 2 - 2x 3 = 0 , x 2 3 - 2x^ h = 0 , x = 2 3 x = 0 g D f ) x 0 2 3 2 mf x^ h = 1 2 0 mf x^ h + 0 - mf 1,75^ h 1 0 f x^ h , 3 3 + convexa concava el punto 2 3 , 3 3 c m es el punto de inf lexion ya que hay cambio de concavidad ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 20. 7 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2x ** Campo de existencia hay que saber que 6 función de la forma f x^ h6 @g(x) existe Ssi f(x) + do min io de definición de g(x)6 @ asi que x 2x esxiste si y sólo si x 2 0 y D(2x) = R : luego D f = R* + ** simetria no es simetrica ni respecto al origen de cordenadas ni respecto al eje oy(ni impar ni par),por estar definida solo para x 2 0. ** Corte con los ejes recuerda: a = e Lna siendo a 2 0 - Eje x ( y = 0 + x 2x = 0 + e Lnx2x = 0 imposible que e Lnx2x sea nula lo que significa que la ecuacion x 2x = 0 no tiene solucion , asi que f(x) no corta el eje x. - Eje y ( x = 0 g D f=R* + ( f x^ hno corta el eje y ** Asintotas - Asintotas vertical. se fija en D f en los bordes^ h , recuerda: lim x"a a f x^ h = a lim x"a f x^ h lim x"0+ f(x) = lim x"0+ x 2x = lim x"0+ eLnx2x = lim x"0+ e2xLnx = e lim x"0+ 2xLnx sea A = lim x"0+ 2x.Lnx^ h = 0. -3^ h F.I forma indeterminada.^ h A = lim x"0+ 2x.Lnx^ h = 2 lim x"0+ x 1 Lnx = +3 -3 F.I forma indeterminada.^ h aplicando L´hopital. A = 2 lim x"0+ x 1 Lnx = 2 lim x"0+ x 2 -1 x 1 = x ! 0 ? - 2 lim x"0+ x =- 2.0 = 0 ; luego lim x"0+ f(x) = e0 = 1 & no hay assintota vertical. - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 x 2x = +3^ h+3 =+3 ( no hay asintota horizontal al no haber la asintota horizontal puede que exista la asintota oblicua - Asintotas oblicua: es de la forma : y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx6 @ m = lim x"3 x f(x)Z [ ]]]]] ]]]] lim x"+3 x f(x) = lim x"+3 x x 2x = lim x"+3 x 2x-1 = +3^ h+3 =+3 ( no hay asintota oblicua nos indica que la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy. ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2x = e Lnx2x = e 2xLnx ( lf x^ h = e 2xLnx . 2xLnx^ hl= e 2xLnx . 2Lnx + x 2x ` j = e 2xLnx . 2Lnx + 2^ h = 2x 2x . Lnx + 1^ h luego lf x^ h = 2x 2x . Lnx + 1^ h , lf x^ h = 0 , 2x 2x . Lnx + 1^ h = 0 ( Lnx + 1 = 0 , Lnx =- 1 , e Lnx = e-1 , x = e-1 f(e-1 ) = e-1 ^ h2e-1 = e e -2 x 0 e 1 + 3 lf 1^ h = 2 2 0 lf x^ h 0 lf e 2 1 a k = 2 e 2 1 a k e2 2 -2 + 1^ h 1 0 f x^ h e e -2 de 0,e-1 @ @ f(x) decrece 4 y de e-1 , + 36 6 f(x) creciente 3 y el punto e 1 ,e e -2 ` j es el minimo. ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = 2x 2x . Lnx + 1^ h ( mf x^ h = 2 Lnx + 1^ h 2x 2x Lnx + 1^ h6 @ + 2x 2x x 1 mf x^ h = 2x 2x . x 1 + 2 Lnx + 1^ h2 8 B y como 2x 2x 2 0 , x 1 2 0 , 2 Lnx + 1^ h2 $ 0 luego mf x^ h 2 0 ( no hay punto de inflexión dirige su concavidad hacia el eje oy % ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 21. 8 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2 + 2x + 4 x + 1 y halla el area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2. ** dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si x 2 + 2x + 4 2 0 , x 2 + 2x + 1 - 1 + 4 2 0 , x + 1^ h2 + 3 2 0 el resultado es verdadero para 6 valor de x asi que D f = R ** simetria f -x^ h !! f x^ h , luego f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 + 2x + 4 x + 1 = 0 , x + 1 = 0 , x =- 1 , luego f(x) corta eje x en -1,0^ h - Eje y ( x = 0 ( y = 0 2 + 2.0 + 4 0 + 1 = 1 , luego f(x) corta eje y en 0,1^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales recordad: a 2 = a , a = -a si a # 0 a si a $ 0 $ lim x"3 f(x) = lim x"3 x 2 + 2x + 4 x + 1 = lim x"3 x 2 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j = lim x"3 x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j lim x"3 f(x) = lim x"3 x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j = lim x"-3 -x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j =- 1 lim x"+3 x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j = 1 Z [ ]]]]]]]]]]]] ]]]]]]]]]]]] quiere decir que cuando x 1 0 la asintota horizontal es y =- 1 x 2 0 la asintota horizontal es y = 1 % Posición de la curva respecto a la asintota horizontal. saber si f(x) - y^ h es 1 ó 2 a cero^ h cuando x 2 0 f(x) - y6 @ = x 2 + 2x + 4 x + 1 - 1; E , sabemos que x 2 + 2x + 4 = x + 1^ h2 + 3 2 x + 1 & 0 1 x + 1^ h2 + 3 x + 1 1 1 y como estamos trabando en R+ & 0 1 x + 1^ h2 + 3 x + 1 1 1 & x + 1^ h2 + 3 x + 1 - 1 1 0 luego f(x) - y^ h 1 0 ( la grafica de f x^ h esta por debajo de y = 1 cuando x $ 0 cuando x 1 0 f(x) - y6 @ = x 2 + 2x + 4 x + 1 + 1; E , sabemos que x 2 + 2x + 4 = x + 1^ h2 + 3 2 x + 1 &- 1 1 x + 1^ h2 + 3 x + 1 1 0, y como estamos trabando en R- &- 1 1 x + 1^ h2 + 3 x + 1 1 0 & x + 1^ h2 + 3 x + 1 + 1 2 0 luego f(x) - y^ h 2 0 ( la grafica de f x^ h esta por encima de y =- 1 cuando x # 0 - Asintotas verticales: no hay al no haber bordes en dominio de definicion - Asintotas horizontales: no hay porque existe la horizontal ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 + 2x + 4 x + 1 ( lf x^ h = x 2 + 2x + 4 x 2 + 2x + 4 - x + 1^ h 2 x 2 + 2x + 4 2 x + 1^ h = x 2 + 2x + 4 x 2 + 2x + 4 x 2 + 2x + 4 - x 2 + 2x + 4 x + 1^ h2 lf x^ h = x 2 + 2x + 4^ h x 2 + 2x + 4 3 2 0 asi que la función f x^ h es creciente 3 en todo R y no tiene ni maximo ni minimo. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 22. ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = x 2 + 2x + 4^ h x 2 + 2x + 4 3 , x 2 + 2x + 4^ h x 2 + 2x + 4^ hl= 2x + 2^ h x 2 + 2x + 4 + x 2 + 2x + 4^ h 2 x 2 + 2x + 4 2 x + 1^ h x 2 + 2x + 4^ h x 2 + 2x + 4^ hl= x 2 + 2x + 4 2 x + 1^ h x 2 + 2x + 4^ h + 2 x 2 + 2x + 4 2 x + 1^ h x 2 + 2x + 4^ h = 2 3 x 2 + 2x + 4 2 x + 1^ h x 2 + 2x + 4^ h ( mf x^ h = x 2 + 2x + 4^ h2 x 2 + 2x + 4^ h -3.3 x 2 + 2x + 4 x + 1^ h x 2 + 2x + 4^ h = x 2 + 2x + 4^ h2 x 2 + 2x + 4 -9 x + 1^ h mf x^ h = 0 , x + 1^ h = 0 , x =- 1 , f -1^ h = 0 x - 3 - 1 + 3 mf x^ h + 0 - f -2^ h 2 0 f x^ h , 0 + f 0^ h 1 0 convexa concava -1,0^ h punto de inflexión. area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2 A = x 2 + 2x + 4 x + 1 c m.dx -1 2 # , haciendo cambio variable u = x 2 + 2x + 4 ( du = 2x + 2^ h.dx = 2 x + 1^ h.dx & 2 du = x + 1^ h asi que A = u 2 du f p -1 2 # = 2 1 u^ h 2 -1 -1 2 # .du = 2 1 2 -1 + 1 1 u^ h 2 -1 +1 = G -1 2 = 2 1 2 u^ h2 1 7 A-1 2 = x 2 + 2x + 46 @-1 2 = 4 + 4 + 4 - 1 - 2 + 46 A = 12 - 3^ h u 2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 23. 9 Ejercicio: sea f una función numerica de variable real x definida por f x^ h = 1 - x 1 + x a Estudie la función f y haz la grafica de la función b Calcule 1 - x dx 2 4 # c Halla el area de la curva lim itada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4 a estudio de la función y su grafica ** Campo de existencia = dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si 1 - x ! 0 x $ 0 ' , x ! 1 x $ 0 ' , x ! 1 x $ 0 $ , luego D f = R+ - 1" , ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 1 - x 1 + x = 0 , 1 + x = 0 , x =- 1 absurdo(imposible) luego la función f x^ h no corta el eje x - Eje y ( x = 0 ( y = 1 - 0 1 + 0 = 1 luego 0,1^ h es el punto de corte de la funcion con el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 1 - x 1 + x = lim x"+3 - x x = lim x"+3 -1^ h =- 1 & y =- 1 es la a sin tota horizontal al existir la a sin tota horizontal ( no existe la a sin tota oblicua - Posición de la curva respecto a la Asintotas horizontales. averiguar si f x^ h - y6 @ es 2 o 1 0^ h 1º calculemos f x^ h - y6 @ = 1 - x 1 + x + 1 = 1 - x 2 con la ayuda de la tabla hallaremos su signo x 0 1 + 3 - x 0 - - 1 - 1 - x 1 + 0 - 1 - x 2 2 + - significa si x d 1, + 36 6( f x^ h - y6 @ 1 0 ( la curva se encuentra debajo de la asintota y =- 1 si x d 0,16 6( f x^ h - y6 @ 2 0 ( la curva se encuentra encima de la asintota y =- 1 ( - Asintotas vertical (se fija en D f) lim x"1 f(x) = lim x"1 1 - x 1 + x d n = lim x"1- 1 - x 1 + x d n = 0+ 2 =+3 lim x"1+ 1 - x 1 + x d n = 0- 2 =-3 Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] , luego x = 1 a sin tota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f x^ h = 1 - x 1 + x ( lf x^ h = 1 - x^ h 2 2 x 1 1 - x^ h - 1 + x^ h 2 x -1 c m = 1 - x^ h 2 2 x 1 - 2 1 + 2 x 1 + 2 1 = 1 - x^ h 2 x 1 = x 1 - x^ h 2 1 asi que lf x^ h = x 1 - x^ h 2 1 2 0 ( la funcion f x^ h es creciente en todo D f y como se ve que la funcion lf x^ h no esta definida en x = 0 y f 0^ h = 1, calculemos su limite. lim x"0+ lf x^ h = lim x"0+ x 1 - x^ h 2 1 = 0+ 1 =+3 ( la curva tiene una tan gente vertical en el punto 0,1^ h ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 24. ** Puntos de inflexión y concavidad. lf x^ h = x 1 - x^ h 2 1 , antes de nada hallemos la derivada de x 1 - x^ h 2 x 1 - x^ h 2 7 Al= 2 x 1 1 - x^ h 2 + x .2. 1 - x^ h. 2 x -1 c m = 2 x 1 1 - x^ h 2 - 1 - x^ h = 1 - x^ h 2 x 1 - x^ h - 1< F = 1 - x^ h 2 x 1 - x - 2 x^ h < F = 2 x 1 - x^ h 1 - 3 x^ h ( mf x^ h = x 1 - x^ h 4 - 2 x 1 - x^ h 1 - 3 x^ h = 2.x. x 1 - x^ h 4 - 1 - x^ h 1 - 3 x^ h mf x^ h = 0 , 1 - x^ h 1 - 3 x^ h = 0 ( 1 - 3 x = 0 1 - x = 0 ( , x = 9 1 x = 1 b D f ) f 9 1 ` j = 1 - 9 1 1 + 9 1 = 1 - 3 1 1 + 3 1 = 3 2 3 4 = 2 x 0 9 1 1 + 3 mf 16 1 ` j 1 0 mf x^ h - 0 + - mf 4 1 ` j 2 0 f x^ h 1 + 2 , + mf 4^ h 1 0 concava convexa concava el punto 9 1 ,2` j es el punto de inf lexión b Calcular 1 - x dx 2 4 # , haciendo cambio de variable x " 4 & t " 2 x " 2 & t " 2 x = t 2 & dx = 2t.dt * 1 - x dx 2 4 # = 1 - t 2t.dt 2 2 # = -2 + 1 - t 2.dt ` j 2 2 # = -2. 2 2 # dt - 2 1 - t -dt ` j 2 2 # = -2t6 @ 2 2 - 2 Ln 1 - t6 @ 2 2 =- 4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2 c area de la curva limitada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4 segun la grafica de arriba la funcion y =- 1 esta encima de la funcion f x^ h asi que Area = A = -1 - 1 - x 1 + x d n 2 4 # .dx = 1 - x -1 + x - 1 - x d n 2 4 # .dx = 1 - x -2 c m 2 4 # .dx =- 2 1 - x dx 2 4 # En el apartado anterior 1 - x dx 2 4 # =- 4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2 luego Area = A =- 2 -4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2^ h . 5,86864 u 2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 25. 10 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 2x 2 - 3x + 1^ h Halla el area comprendida entre f x^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x = 2 3 y x = 4 ** Campo de existencia f x^ h esxiste si y sólo si 2x 2 - 3x + 1 2 0 , hallemos las raices de 2x 2 - 3x + 1 = 0 2x 2 - 3x + 1 = 0 , 3= b 2 - 4.a.c = 9 - 4.2.1 = 1 & 3 = 1 , luego x = 4 3 - 1 = 2 1 4 3 + 1 = 1 * 2x 2 - 3x + 1 = 0 + 2 x - 1^ h x - 2 1 ` j = 0 + x - 1^ h 2x - 1^ h = 0 ponemos la tabla de signos x - 3 2 1 1 + 3 x - 1^ h - - 0 + 2x - 1^ h - 2 1 + + x - 1^ h 2x - 1^ h + 0 - 0 + luego D f = -3, 2 1 B 8, 1, + 3@ 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 + Ln 2x 2 - 3x + 1^ h = 0 + 2x 2 - 3x + 1 = 1 + 2x 2 - 3x = 0 + x 2x - 3^ h = 0 + x 2x - 3^ h = 0 + x = 2 3 x = 0 ) luego los puntos de corte con el eje x son 0,0^ h y 2 3 ,0` j - Eje y ( x = 0 ( y = Ln 2.0 2 - 3.0 + 1^ h = Ln +1^ h = 0 luego el punto de corte con el eje y es 0,0^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 Ln 2x 2 - 3x + 1^ h = lim x"3 Ln x 2 ^ h = lim x"-3 Ln x 2 ^ h =+3 lim x"+3 Ln x 2 ^ h =+3 * & no hay a sin tota horizontal - Asintotas verticales(se fija en D f en los bordes) lim x" 2 1c m - f(x) = lim x" 2 1c m - Ln 2x 2 - 3x + 1^ h = Ln0+ =-3 lim x"1+ f(x) = lim x"1+ Ln 2x 2 - 3x + 1^ h = Ln0+ =-3 luego x = 2 1 y x = 1 son las asintotas verticales - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx6 @ m = lim x"3 x f(x)Z [ ]]]]] ]]]] m = lim x"3 x f(x) = lim x"3 x Ln 2x 2 - 3x + 1^ h = 3 3 F.I aplicando l´hopital m = lim x"3 1 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 = lim x"3 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 = lim x"3 2x 2 4x = lim x"3 2x 4 = 0 ( la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje ox ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = Ln 2x 2 - 3x + 1^ h ( lf x^ h = 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 lf x^ h = 0 + 4x - 3 = 0 + x = 4 3 b D f ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 26. x - 3 2 1 4 3 1 + 3 lf 0^ h 1 0 lf x^ h - - 0 + + lf 2^ h 2 0 f(x) 4 3 Entonces f x^ h decrece 4 en el int ervalo -3, 2 1 B 8 y crece 3 en el int ervalo 1, + 3@ 6 pero como lf x^ h ! 0 en D f ( no tiene ni maximo ni minimo ** Puntos de inflexión y concavidad. f(x) = Ln 2x 2 - 3x + 1^ h ( lf x^ h = 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 ( mf x^ h = 2x 2 - 3x + 1^ h2 4 2x 2 - 3x + 1^ h - 4x - 3^ h2 ( mf x^ h = 2x 2 - 3x + 1^ h2 -8x 2 + 12x - 5 = 2x 2 - 3x + 1^ h2 -4 2x 2 - 3x + 1^ h es + en Df 6 7 844444444 44444444 - 1 1 0 en todo el dominio de definición. esto nos indica que en el 1, + 3@ 6 f x^ h dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy -3, 2 1 B 8 f x^ h dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy * ** area comprendida entre f x^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x = 2 3 y x = 4 A = Ln 2x 2 - 3x + 1^ h.dx 2 3 4 # dv = dx ( v = x u = Ln 2x 2 - 3x + 1^ h ( du = 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 dx ) A = x.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h6 @ 2 3 4 - 2x 2 - 3x + 1 4x 2 - 3x dx 2 3 4 # = x.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h6 @ 2 3 4 - 2 + 2x 2 - 3x + 1 3x - 2 a k dx 2 3 4 # A = x.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h6 @ 2 3 4 - 2 + 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 - x + 1 a k dx 2 3 4 # = x.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h - 2x6 @ 2 3 4 - 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 - x + 1 a k dx 2 3 4 # A = x.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h - 2x - Ln 2x 2 - 3x + 1^ h6 @ 2 3 4 + x - 1^ h 2x - 1^ h x - 1 a k dx 2 3 4 # A = x - 1^ h.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h - 2x6 @ 2 3 4 + 2 1 2x - 1^ h 2.dx 2 3 4 # A = x - 1^ h.Ln 2x 2 - 3x + 1^ h - 2x + 2 1 Ln 2x - 18 B 2 3 4 . 4,76 u 2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 27. 11 Ejercicio: Sea f: 2 -r , 2 3rB 8$ R tal que f x^ h = 1 + senx cosx ** a estudiar la función y representar la grafica. ** b ecuación de la recta tangente y la normal en el punto de abscisa x = 2 r ** c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x = 2 r a estudio de la función y la representación grafica. ** dominio de definición: f x^ h esxiste si y sólo si 1 + senx ! 0 asi que 1 + senx = 0 + senx =- 1 = sen 2 -r_ i senx = sen 2 -r_ i ( x = r - 2 -r_ i+ 2kr x = 2 -r + 2kr * + x = 2 3r + 2kr b 2 -r , 2 3rB 8 x = 2 -r + 2kr b 2 -r , 2 3rB 8 Z [ ]]]]] ]]]] k d Z luego f(x) existe en todo 2 -r , 2 3rB 8 ** Corte con los ejes Recuerda: cosa = cosb + a =- b + 2kr a = b + 2kr $ siendo k d Z - Eje x ( y = 0 , 1 + senx cosx = 0 , cosx = 0 , cosx = cos 2 r , x = 2 -r + 2kr x = 2 r + 2kr k d Z* las posibles soluciones dentro de D f son: x = 2 -r b D f x = 2 3r b D f x = 2 r d D f asi que el punto 2 r ,0_ i es el punto de corte entre eje x y f x^ h - Eje y ( x = 0 , f 0^ h = 1 + sen0 cos0 = 1 ( que el punto 0,1^ h es el punto de corte entre eje y e f x^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales no hay porque x no esta definido para 3,o bien porque no aparece 3 en D f - Asintotas oblicuas no hay por la misma razón que la anterior. - Asintotas vertical(se fija en D f en los bordes) Recuerda: lim x"a f x^ h = b significa que cuando x se acerca a a la y se acrca a b lim x" 2 -ra k + f(x) = lim x" 2 -ra k + 1 + senx cosx _ i = 0 0 F.I aplicando l´Hopital lim x" 2 -ra k + f(x) = lim x" 2 -ra k + cosx -senx_ i = 0+ 1 =+3 para ver de donde sale 0+ ver grafica de cosx $ entonces x = 2 -r es una asintota vertical lim x" 2 3rc m - f(x) = lim x" 2 3rc m - 1 + senx cosx _ i = 0 0 F.I aplicando l´Hopital lim x" 2 3rc m - f(x) = lim x" 2 3rc m - cosx -senx_ i = 0- 1 =-3 para ver de donde sale 0- ver grafica de cosx $ entonces x = 2 3r es una asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. Recuerda: -1 # senx # 1 f(x) = 1 + senx cosx ( lf x^ h = 1 + senx^ h2 -senx 1 + senx^ h - cosx cosx^ h = 1 + senx^ h2 -senx - 1 = 1 + senx^ h2 - 1 + senx^ h = 1 + senx^ h -1 porque x ! 2 -r y como en D f - 1 1 senx 1 1 asi que lf x^ h 1 0 ( f x^ hes decreciente en todo el intervalo 2 -r , 2 3rB 8. ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = 1 + senx^ h -1 ( mf x^ h = 1 + senx^ h cosx mf x^ h = 0 , cosx = 0 , cosx = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr * siendo k d Z , x = 2 r + kr siendo k d Z ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 28. 2 las soluciones posibles son: - 2 r b D f , 2 r d D f , 2 3r b D f ..........la unica solucion d D f es 2 r x - 2 r 2 r 2 3r mf x^ h + 0 - f(x) , 0 + convexa concava y el punto 2 r ,0_ i es punto de inflexión. LA GRAFICA b Ecuación de la recta tangente en el punto de abscisa x = 2 r Ecuacion de la recta tangente en x = 2 r es de la forma: R: y - f 2 r _ i = lf 2 r _ i x - 2 r _ i y como f 2 r _ i = 0 ; lf 2 r _ i = 2 -1 asi que R: y = 2 -1 x - 2 r _ i b Ecuación de la recta normal en el punto de abscisa x = 2 r Ecuacion de la recta Normal en x = 2 r es de la forma: S: y - f 2 r _ i = lf 2 r _ i -1 x - 2 r _ i y como f 2 r _ i = 0 ; lf 2 r _ i = 2 -1 asi que S: y = 2 x - 2 r _ i c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x = 2 r sea A = area = f x^ h 0 2 r # .dx = 1 + senx cosx 0 2 r # .dx = Ln 1 + senx^ h6 @0 2 r = Ln2 u 2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 29. 12 Ejercicio: Sea f: -r,r6 @ $ R tal que f x^ h = 1 - cos x 1 + cos x Estudiar y graficar la función. ** dominio de definición D f = x/x d -r,r6 @ y 1 - cos x^ h ! 0 y 1 - cosx 1 + cosx $ 0$ . * 1 - cosx ! 0 , cos x ! 1 = cos 0 , cos x ! cos 0 , x !- 0 + 2kr x ! 0 + 2kr % , x ! 2kr siendo k d Z * 1 - cosx 1 + cosx $ 0 , 1 - cosx 1 + cosx 1 + cosx 1 + cosx $ 0 , 1 - cos 2 x 1 + cos x^ h2 $ 0 , sen 2 x 1 + cosx^ h2 $ 0 verdadero siempre. asi que el D f = -r,06 6, 0,r@ @ ** simetria f -x^ h = 1 - cos -x^ h 1 + cos -x^ h = 1 - cosx 1 + cosx = f x^ h ( la función f x^ h es par.asi que basta con hacer un estudio en el intervalo 0,r@ @ sabiendo que una función par es simetrica con respecto al eje y ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 1 - cosx 1 + cosx = 0 ( 1 + cosx = 0 , cosx =- 1 = cosr , x =-r + 2kr x = r + 2kr $ con k d Z x = 2k + 1^ hr con k d Z los valores posibles en el D f son r y - r luego los puntos de corte con el eje x son r,0^ h y -r,0^ h - Eje y ( x = 0 b D f ( f x^ h no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales: no hay porque 3 b D f - Asintotas oblicuas: no hay porque 3 b D f - Asintotas verticales:(se fija en D f en los bordes) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ 1 - cosx 1 + cosx = lim x"0+ 1 - cosx 1 + cosx = 0+ 2 =+3 $ sale el 0+ V ver de donde 6 7 8444 444 luego por ser f x^ h par & lim x"0- f(x) =+3 ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.recordad: -1 # cos x # 1 f(x) = 1 - cosx 1 + cosx = 1 - cosx 1 + cosx ` j 2 1 ( lf x^ h = 2 1 1 - cosx 1 + cosx ` j - 2 1 1 - cosx^ h2 -senx 1 - cos x^ h - 1 + cos x^ hsenx = & lf x^ h = 1 + cos x 1 - cos x ` j 1 - cosx^ h2 -senx =- 1 + cosx 1 - cosx 1 - cosx^ h4 sen 2 x =- 1 + cosx 1 - cosx 1 - cosx^ h4 1 - cosx^ h 1 + cosx^ h con x ! r ( lf x^ h =- 1 - cosx^ h2 1 =- 1 - cosx 1 1 0 ( f es decreciente lim x"r- lf x^ h = lim x"r- - 1 - cosx 1 ` j = 2 -1 luego la función f es derivable a la izquierda de r & lf r^ h = 2 -1 Tabla de variación x 0 r x - r 0 r lf x^ h - ( lf x^ h - - f(x) 4 f(x) 4 4 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 30. Grafica ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 31. 13 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2 - 2x ** Campo de existencia = dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si x 2 - 2x $ 0 para ello vamos a estudiar su signo. x 2 - 2x = 0 , x x - 2^ h = 0 ( x = 2 0 $ x - 3 0 2 + 3 x - 0 + 2 + x - 2^ h - - 2 - 0 + x x - 2^ h + 0 - 0 + luego D f = -3,0@ @, 2, + 36 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 - 2x = 0 , x x - 2^ h = 0 ( x = 2 0 $ asi que la curva corta el eje x en los puntos 0,0^ h y 2,0^ h - Eje y ( x = 0 , f 0^ h = 0 luego la curva corta el eje y en el punto 0,0^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales Recuerda: lim x"a f x^ h = lim x"a f x^ h lim x"3 f(x) = lim x"3 x 2 - 2x^ h = lim x"3 x 2 ^ h =+3 ( no hay asintota horizontal - Asintotas vertical (se fija en D f bordes excluidos) como no hay & no hay asintota vertical - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx6 @ m = lim x"3 x f(x)Z [ ]]]]] ]]]] m = lim x"3 x f(x) = lim x"3 x x 2 - 2x = lim x"3 x x 1 - x 2 = lim x"+3 x x 1 - x 2 = lim x"-3 - 1 - x 2 a k lim x"+3 x x 1 - x 2 = lim x"+3 1 - x 2 Z [ ]]]]]]]] ]]]]]]]] m = lim x"-3 - 1 - x 2 a k =- 1 $ cuando x "-3 m =- 1 lim x"+3 1 - x 2 = 1 $ cuando x "+3 m = 1 Z [ ]]]]] ]]]]] n = lim x"+3 x 2 - 2x - x^ h = lim x"+3 x 2 - 2x - x^ h x 2 - 2x + x^ h x 2 - 2x + x^ h = G = lim x"+3 x. 1 - x 2 + 1a k -2x = G = lim x"+3 1 - x 2 + 1a k -2 = G =- 1 n = lim x"-3 x 2 - 2x + x^ h = lim x"-3 x 2 - 2x + x^ h x 2 - 2x - x^ h x 2 - 2x - x^ h = G = lim x"-3 -x. 1 - x 2 + 1a k -2x = G = lim x"-3 1 - x 2 + 1a k 2 = G = 1 asi que en OX negativo la asintota oblicua es y =- x + 1 OX positivo la asintota oblicua es y = x - 1 % Posición de la curva respecto a la asintota oblicua OX positivo lim x"+3 f(x) - y6 @ = lim x"+3 x 2 - 2x^ h - x - 1^ h6 @ = lim x"+3 x 2 - 2x^ h - x - 1^ h6 @ x 2 - 2x^ h + x - 1^ h6 @ x 2 - 2x^ h + x - 1^ h6 @ ) 3 = lim x"+3 x 2 - 2x^ h + x - 1^ h6 @ x 2 - 2x - x - 1^ h2 6 @ = lim x"+3 x 1 - x 2 a k+ x 1 - x 1 ` j: C x 2 - 2x - x - 1^ h2 6 @ = lim x"+3 x 1 - x 2 + 1 - x 1 ` ja k: C -1 = +3 -1 = 0- lim x"+3 f(x) - y6 @ = 0- 1 0 ( la curva se encuentra por debajo de la asintota oblicua en ox + . ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 32. OX negativo lim x"-3 f(x) - y6 @ = lim x"-3 x 2 - 2x^ h - -x + 1^ h6 @ = lim x"-3 x 2 - 2x^ h - -x + 1^ h6 @ x 2 - 2x^ h + -x + 1^ h6 @ x 2 - 2x^ h + -x + 1^ h6 @ ) 3 = lim x"-3 x 2 - 2x^ h + -x + 1^ h6 @ x 2 - 2x - -x + 1^ h2 6 @ = lim x"-3 -x 1 - x 2 a k- x 1 - x 1 ` j: C x 2 - 2x - -x + 1^ h2 6 @ == lim x"-3 -x 1 - x 2 + 1 - x 1 ` ja k: C -1 = +3 -1 lim x"-3 f(x) - y6 @ = 0- 1 0 ( la curva se encuentra por debajo de la asintota oblicua en ox - . ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 - 2x ( lf x^ h = 2 x 2 - 2x 2x - 2 = x 2 - 2x x - 1 como se ve lf x^ h no esta definida ni en x = 0 ni en x = 2 lim x"0- lf x^ h = lim x"0- x 2 - 2x x - 1 = lim x"0- x x - 2^ h x - 1 = 0+ -1 =-3 , f(0) = 0 luego el punto 0,0^ h la curva tiene una recta tangente vertical. lim x"2+ lf x^ h = lim x"2+ x 2 - 2x x - 1 = lim x"2+ x x - 2^ h x - 1 = 0+ 1 =+3 , f(2) = 0 luego el punto 2,0^ h la curva tiene una recta tangente vertical. lf x^ h = x 2 - 2x x - 1 = 0 , x - 1 = 0 , x = 1 b D f luego lf x^ h no se anula en D f x - 3 0 2 + 3 lf x^ h - + lf -1^ h 1 0 f(x) 4 0 0 3 lf 3^ h 2 0 la función f no tiene nio maximo ni minimo ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 33. 14 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x 2 e x Calcula el Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = e.x ** dominio de definición f x^ h esxiste siempre ya que las funciones x 2 y e x sus dominios es R , luego D f = R ** simetria f -x^ h = -x^ h2 e-x = x 2 e-x !! f x^ h , luego f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 e x = 0 , x 2 = 0 , x = 0 asi que la curva corta el eje x en 0,0^ h - Eje y ( x = 0 , y = 0 2 e 0 = 0 luego la curva corta el eje y en 0,0^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 x2 ex ^ h = lim x"-3 x2 ex ^ h =+3.0 F.I forma indeterminada^ h lim x"+3 x2 ex ^ h =+3. + 3 =+3 * lim x"-3 x2 ex ^ h = lim x"-3 e-x x2 a k = hopital ? lim x"-3 -e-x 2x ` j = hopital ? lim x"-3 e-x 2 ` j = 0 asi que para el eje x - negativo^ h la curva tiene una asintota horizontal y = 0 Posición de la curva respecto a la asintota horizontal x2 ex - 0 = x2 ex $ 0 verdadero , luego la curva se encuentra por encima de la asintota. - Asintotas vertical (se fija en D f) no hay. - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas en el eje x negativo no hay asintota oblicua porque hay horizontal;asi que queda por ver si la hay en la parte del eje x positivo. m = lim x"+3 x f x^ h a k = lim x"+3 x x2 ex a k = lim x"+3 xex ^ h =+3 ( la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje oy + ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 ex ( lf x^ h = 2xex + x 2 ex = ex x 2 + 2x^ h lf x^ h = 0 , x 2 + 2x = 0 , x x + 2^ h = 0 , x = -2 0 $ x - 3 - 2 0 + 3 lf -3^ h = 3e-3 2 0 lf x^ h + 0 - 0 + lf -1^ h =- e-1 1 0 f(x) 3 e 2 4 4 0 3 lf 1^ h = 3e 1 2 0 creciente decreciente creciente maximo -2, e 2 4 a k minimo 0,0^ h ** Puntos de inflexión y concavidad. lf x^ h = ex x 2 + 2x^ h ( mf x^ h = ex x 2 + 2x^ h + ex 2x + 2^ h = ex x 2 + 4x + 2^ h mf x^ h = 0 , x 2 + 4x + 2 = 0 T = b 2 - 4.a.c = 16 - 4.1.2 = 8 & T = 2 2 x = 2a -b - T = 2 -4 - 2 2 =- 2 - 2 2a -b + T = 2 -4 + 2 2 =- 2 + 2 Z [ ]]]]] ]]]]] ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 34. x - 3 - 2 - 2 - 2 + 2 + 3 mf -4^ h = 2 2 0 mf x^ h + 0 - 0 + mf -1^ h =- 1 1 0 f(x) , 0,38 + 0,191 , mf 0^ h = 2 2 0 convexa concava convexa los puntos de inflexión son -2 - 2, 6 + 4 2^ he-2- 2 ^ hy -2 + 2, 6 - 4 2^ he-2+ 2 _ i ** Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = ex lo 1º es hallar la intersección de las dos funciones. x 2 ex = e.x , x xe x - e^ h = 0 , xe x = e x = 0 $ , x = 1 x = 0 $ son los limites inferior y superior. A = funcion arriba - funcion de abajo^ h a b # dx = e.x - x 2 ex ^ h.dx 0 1 # = 2 e x 2 7 A0 1 - x 2 ex .dx 0 1 # A = 2 e x 2 7 A0 1 - x 2 ex .dx 0 1 # dv = ex .dx & v = ex u = x 2 & du = 2x.dx % A = 2 e x 2 - x 2 ex 7 A0 1 + 2x.ex .dx 0 1 # dv = ex .dx & v = ex u = x & du = dx $ A = 2 e x 2 - x 2 ex + 2xex 7 A0 1 - 2ex .dx 0 1 # = 2 e x 2 - x 2 ex + 2xex - 2ex 7 A0 1 = - 2 e + 2_ iu2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 35. 15 Ejercicio: f: 0, + 36 6$ R / f x^ h = f 0^ h = 0 si x = 0 xLnx si x 2 0 % a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 36 6 b estudiar la función y construir la fráfica de f c ecuacion de la recta tangente en x = 1 d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f ** a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 36 6 Continuidad: x.lnx es continua en 0, + 3@ 6 lim x"0+ f x^ h = lim x"0+ x.Lnx^ h = 0. - 3 F.I lim x"0+ x.Lnx^ h = lim x"0+ x 1 Lnx e o = +3 -3 F.I lim x"0+ x 1 Lnx e o = aplicando L´Hopital ? lim x"0+ x 2 -1 x 1 =- x J L KKKKKKKK N P OOOOOOOO = 0 = f 0^ h ( f es continua en x = 0 luego la función f es continua en todo el dominio 0, + 36 6 derivabilidad: f x^ h = x.Lnx ( lf x^ h = Lnx + x x = 1 + Lnx si x ! 0 calculemos la derivabilidad en x = 0 lim x"0+ x - 0 f x^ h - f 0^ h = lim x"0+ x - 0 x.Lnx - 0 = lim x"0+ Lnx =-3 & f no es derivable en x = 0 luego f es derivable en 0, + 3@ 6 b estudio de la función y construir la fráfica de f ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x.Lnx = 0 aqui no puede decir que x = 0 porque Ln0 no existe^ h ( Lnx = 0 ( x = 1 y como sabemos también que f 0^ h = 0 & x = 0 es otra solución luego los puntos de corte entre la curva y el x son 0,0^ h y 1,0^ h - Eje y ( x = 0 y f 0^ h = 0 ( corte entre la curva y el eje y es 0,0^ h. ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 x.Lnx =+3 ( no hay asintota horizontal. - Asintotas oblicuas lim x"+3 x f(x) = lim x"+3 x x.Lnx = lim x"+3 Lnx =+3 & no hay oblicua y que la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje y + - Asintotas verticales se fija en D f en los bordes^ h como la función esta definida en 0 asi que no hay asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x.Lnx ( lf x^ h = Lnx + x x = 1 + Lnx siendo x ! 0 lf x^ h = 0 , 1 + Lnx = 0 , Lnx =- 1 , x = e-1 y f e-1 ^ h = e-1 .Lne-1 =- e-1 x 0 e-1 + 3 lf x^ h - 0 + f(x) 0 4 - e-1 3 decreciente creciente e-1 , - e-1 ^ hMinimo ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 36. c ecuacion de la recta tangente en x = 1 la ecuación de una recta tangente en x = a es de la forma: r:y - f a^ h = lf a^ h x - a^ h lf x^ h = 1 + Lnx & lf 1^ h = 1 + Ln1 = 1 , f(x) = x.Lnx & f(1) = 1.Ln1 = 0 r: y = x - 1 ecuación de la recta tangente en x = 1 d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f para ello lo 1º es sacar puntos de int er sec ción entre el eje de las abscisas y = 0 y la f si x 2 0 ( f(x) = 0 , x.Lnx = 0 , Lnx = 0 , x = 1 si x = 0 ( f(0) = 0 & x = 0 luego lim ite inf erior es 0 y el sup erior es 1 Area = A = función arriba - función de abajo^ h fijandonos en la grafica se concluye que: a b # Area = A = 0 - xLnx^ h 0 1 # dx =- xLnx. 0 1 # dx pero resulta que la función g x^ h = x.Lnx no esta definida en 0 ( que la int egral es impropia luego A = lim a"0 xLnx. a 1 # dx I = x.Lnx.dx resolviendo por partes# dv = x.dx & v = 2 1 x 2 u = Lnx & du = x 1 dx * I = 2 1 x 2 .Lnx - 2 1 x.dx =# 2 1 x 2 .Lnx - 4 1 x 2 asi que Area =- lim a"0 2 1 x 2 .Lnx - 4 1 x 2 8 Ba 1 =- lim a"0 - 4 1 ` j - 2 1 a 2 .Lna - 4 1 a 2 ` j8 B = 4 1 + lim a"0 2 1 a 2 .Lna - 4 1 a 2 ` j Area = 4 1 + lim a"0 2 1 a 2 .Lna` j F.I 6 7 8444444 444444 = 4 1 + 2 1 lim a"0 a 2 1 Lna e o = 4 1 + 2 1 lim a"0 a 2 1 a 1J L KKKKKKKK N P OOOOOOOO = 4 1 + 2 1 lim a"0 a^ h Area = 4 1 u 2 ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 37. 16 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln senx^ h ** dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si senx 2 0 , x d 0 + 2kr,r + 2kr@ 6 siendo k d Z ver figura de abajo luego D f = x/x d 0 + 2kr,r + 2kr@ 6con k d Z" , ** simetria f x + 2r^ h = Ln sen x + 2r^ h^ h = Ln senx^ h = f x^ h luego la funcion es periodica de periodo 2r. asi que es mas que suficiente reducir el int ervalo de trabajo a 0,r@ 6ya que f es periodica. ** Corte con los ejes recordad: sena = senb , a = r - b + 2kr a = b + 2kr $ siendo k d Z cosa = cosb , a =- b + 2kr a = b + 2kr $ siendo k d Z - Eje x ( y = 0 , Ln senx^ h = 0 , senx = 1 = sen 2 r , x = r - 2 r 2 r G + 2kr x = 2 r + 2kr Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] siendo k d Z asi que la funcion corta el eje x en ..........,x = 2 -3r ,x = 2 r ,x = 2 5r ,x = 2 9r etc. como la funcion es periodica y estamos trabajando en 0,r@ 6este int ervalo lo corta en 2 r . - Eje y ( x = 0 b D f ** Asintotas - Asintotas horizontales ya que hemos reducido el D f a 0,r@ 6y como no aparece el 3 & no hay asintotas horizontales. - Asintotas vertical (se fija en D f " 0,r@ 6en los bordes) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ Ln senx^ h = Ln 0+ ^ h =-3 ver imag^ h. lim x"r- f(x) = lim x"r- Ln senx^ h = Ln 0+ ^ h =-3 ver imag^ h. luego x = 0 y x = r son a sin totas verticales en 0,r@ 6 conclusion x = 2kr y x = r + 2kr = 2k + 1^ hr son las a sin totas verticales en D f . - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas ya que hemos reducido el D f a 0,r@ 6y como no aparece el 3 & no hay asintotas oblicuas. ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = Ln senx^ h ( lf x^ h = senx 1 cos x = senx cos x = cotgx lf x^ h = 0 , senx cosx = 0 , cosx = 0 = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr * siendo k d Z ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 38. aqui la solucion va dando saltos de r rad. ver imag. asi que la solución es x = 2 r en 0,r@ 6y en el D f x = 2 r + kr con k d Z x 0 2 r r lf x^ h + 0 - f(x) 3 0 4 luego la función crece en 0, 2 r A A en D f crece en los int ervalos 2kr, 2 r + 2krA A k d Z luego la función decrece en 2 r ,r7 7 en D f decrece en los intervalos 2 r + 2kr,r + 2krA A k d Z ** Puntos de inflexión y concavidad. lf (x) = senx cosx ( mf x^ h = sen 2 x -sen 2 x - cos 2 x = sen 2 x -1 1 0 ( f es concava GRAFICA de la función 1º haremos la frafica en el intervalo 0,r@ 6y después la de 2r,3r@ 6, la de -2r,r@ 6....etc. siempre guiandonos por el D f . ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 39. 17 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = 1 - cos x cos 2x^ h + sen 2 x ** Campo de existencia f x^ h esxiste si y sólo si 1 - cosx ! 0 , cosx ! 1 = cos0 , x =- 0 + 2kr x = 0 + 2kr $ , x = 2kr , k d Z luego D f = x/x d R - 2kr" ,,siendo k d Z" , ** simetria f x + 2r^ h = 1 - cos x + 2r^ h cos 2x + 4r^ h + sen 2 x + 2r^ h = 1 - cosx cos 2x^ h + sen 2 x = f x^ h asi que la función f es periodica de periodo 2r,luego es suficiente hacer el estudio sobre 0,2r6 @ y como se ve en el dominio de definición 2kr g D f asi que el estudio sera sobre 0,2r@ 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 1 - cosx cos 2x^ h + sen 2 x = 0 , cos 2x^ h + sen 2 x = 0 , cos 2 x - sen 2 x + sen 2 x = 0 , cos 2 x = 0 , cosx = 0 = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr * , con k d Z , x = 2 r + kr ver imag abajo 6 7 8444444 444444 , con k d Z ya que la solución va saltando de r en r. pero como estamos trabajando en 0,2r@ 6asi que la solucion es x = 2 3r 2 r * - Eje y ( x = 0 b 0,2r@ 6( tampoco pertenece al D f ( no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales y oblicuas $ no hay ya que el intervalo 0,2r@ 6no esta el 3. - Asintotas vertical (se fija en 0,2r@ 6en los bordes) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ 1 - cosx cos 2x^ h + sen 2 x = 0+ 1 =+3 ver Imag. lim x" 2r^ h- f(x) = lim x" 2r^ h- 1 - cosx cos 2x^ h + sen 2 x = 0+ 1 =+3 ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. recordad: sen2x = 2senx. cos x cos 2x = cos 2 x - sen 2 x cos 2 x + sen 2 x = 1 -1 # senx # 1 -1 # cos x # 1 sena = senb , a = r - b + 2kr a = b + 2kr $ k d Z cos a = cos b , a =- b + 2kr a = b + 2kr $ k d Z ---------------------------- ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 40. f(x) = 1 - cosx cos 2x^ h + sen 2 x ( lf x^ h = 1 - cos x^ h2 -2sen2x + 2senx. cos x^ h -2senx.cosx 6 7 844444444444444 44444444444444 1 - cos x^ h - cos 2x + sen 2 x^ h cos2x 6 7 8444444444 444444444 .senx lf x^ h = 1 - cosx^ h2 -2senx. cos x + 2senx. cos 2 x - cos 2 x.senx = 1 - cosx^ h2 -2senx. cos x + senx. cos 2 x lf x^ h = 1 - cos x^ h2 positivo 1 2 3444444 444444 senx. cos x -2 + cos x^ h negativo 6 7 8444444 444444 el signo de lf x^ h depende del signo senx. cos x lf x^ h = 0 , -2 + cosx = 0 " imposible senx.cosx = 0 % ( senx.cosx = 0 ( cos x = 0 = cos 2 r senx = 0 = sen0 ) cosx = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr 4 , x = 2 r + kr* senx = sen0 , x = r + 2kr x = 2kr . , x = kr$ Z [ ]]]]]]]] ]]]]]]]] siendo k d Z asi que las soluciones en 0,2r@ 6son 2 r ,r, 2 3r lf x^ h = 1 - cosx^ h2 positivo 1 2 3444444 444444 senx.cosx -2 + cosx^ h negativo 6 7 8444444 444444 f 2 r _ i = 0 , f r^ h = 2 1 , f 2 3r ` j = 0 x 0 2 r r 2 3r 2r lf x^ h - 0 + 0 - 0 + f(x) 4 0 3 2 1 4 0 decreciente creciente decreciente punto minimo 2 r ,0_ i punto maximo r, 2 1 ` j $ en 0,2r@ 6 punto minimo 2 r + 2kr,0_ i punto maximo r + 2kr, 2 1 ` j $ en D f Gráfica de f x^ h ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 41. 18 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = Ln 3x 2 - x - 2 ** Campo de existencia f x^ h esxiste si y sólo si 3x 2 - x - 2 ! 0 , x - 1^ h 3x + 2^ h ! 0 , x ! 3 -2 1 ) luego D f = R - 1, 3 -2$ . , todas las funciones de valor absoluto son en realidad funciones a trozos. asi que averiguemos esa función: pero antes averiguemos el signo de 3x 2 - x - 2 = x - 1^ h 3x + 2^ h x - 3 3 -2 1 + 3 x - 1^ h - - 0 + 3x + 2^ h - 0 + + 3x + 2^ h x - 1^ h + 0 - 0 + por ultimo f x^ h = f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ si x d 3 -2 ,1B 8= Df2 f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ si x d -3, 3 -2B 8, 1, + 3@ 6= Df1 Z [ ]]]]] ]]]] ** Corte con los ejes se estudia por separado f1 y f2^ h f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df1 = -3, 3 -2B 8, 1, + 3@ 6 - Eje x ( y = 0 , f1 x^ h = 0 , Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = 0 , 3x 2 - x - 2 = 1 , 3x 2 - x - 3 = 0 x = 6 1 - 37 .- 0,85 d Df1 6 1 + 37 . 1,18 d Df1 Z [ ]]]]] ]]]]] luego los puntos de corte con el eje x son 6 1 + 37 ,0c my 6 1 + 37 ,0c m - Eje y ( x = 0 b Df1 ( no corta el eje y. f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df2 = 3 -2 ,1B 8 - Eje x ( y = 0 , f2 x^ h = 0 , Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = 0 ,- 3x 2 + x + 2 = 1 ,- 3x 2 + x + 1 = 0 x = -6 -1 - 13 . 0,76 d Df2 -6 -1 + 13 .- 0,434 d Df2 Z [ ]]]]]] ]]]]]] luego los puntos de corte con el eje x son -6 -1 + 13 ,0c my -6 -1 - 13 ,0c m - Eje y ( x = 0 ( f 0^ h = Ln2 . 0,693 luego punto de corte con el eje y es 0,Ln2^ h ** Asintotas se estudia por separado f1 y f2^ h f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df1 = -3, 3 -2B 8, 1, + 3@ 6 - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 3x 2 - x - 26 @ = lim x"3 x 2 3 - x 1 - x 2 2 : C =+3 ( no hay asintota horizontal. - Asintotas verticales(se fija en D f1) lim x" 3 -2c m - Ln 3x 2 - x - 26 @ = lim x" 3 -2c m - Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln 0- 3 -2 - 1` j8 B = Ln 0+ 6 @ =-3 lim x"1+ Ln 3x 2 - x - 26 @ = lim x"1+ Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln 5 . 0+ 6 @ = Ln 0+ 6 @ =-3 f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df2 = 3 -2 ,1B 8 - Asintotas horizontales no hay asintota horizontal.por no existir 3 en Df2 - Asintotas verticales(se fija en D f2) lim x" 3 -2c m + Ln -3x 2 + x + 26 @ = lim x" 3 -2c m + Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln -0+ 3 -2 - 1` j8 B = Ln 0+ 6 @ =-3 lim x"1- Ln -3x 2 + x + 26 @ = lim x"1- Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ = Ln -5 . 0- 6 @ = Ln 0+ 6 @ =-3 ver imagen de abajo para ver sentido de la curva respecto a las asintotas verticales. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 42. ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. se estudia por separado f1 y f2^ h *** f1 x^ h = Ln 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df1 = -3, 3 -2B 8, 1, + 3@ 6 f1 (x) = Ln 3x 2 - x - 26 @ ( lf 1 x^ h = 3x 2 - x - 2 6x - 1 lf 1 x^ h = 3x 2 - x - 2 6x - 1 = 0 , 6x - 1 = 0 , x = 6 1 b D f1 En el intervalo -3, 3 -2B 8, 1, + 3@ 6 , 3x 2 - x - 2 2 0 estudiemos el signo de 6x - 1^ h 6x - 1^ h 2 0 si x d 1, + 3@ 6( lf 1 x^ h 2 0 ( f1 creciente. 6x - 1^ h 1 0 si x d -3, 3 -2B 8( lf 1 x^ h 1 0 ( f1 decreciente. * *** f2 x^ h = Ln - 3x + 2^ h x - 1^ h6 @ , Df2 = 3 -2 ,1B 8 f2 (x) = Ln -3x 2 + x + 26 @ ( lf 2 x^ h = -3x 2 + x + 2 -6x + 1 lf 2 x^ h = -3x 2 + x + 2 -6x + 1 = 0 ,- 6x + 1 = 0 , x = 6 1 d D f2 En el intervalo 3 -2 ,1B 8 , - 3x 2 + x + 2 2 0 , estudiemos el signo de -6x + 1^ h x 3 -2 6 1 1 -6x + 1^ h + 0 - lf 2 x^ h 3 0 4 ** Construcción de la Gráfica. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 43. 19 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = cx + d si x d -2, 2 -1B 8 ax + b si x d 2 -1 ,1B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] a halla los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R ¿es derivable para los valores hallados? b estudia la función con los valores hallados. a hallar los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R la función f esta formada por polinomios, luego los únicos puntos de posible discontinuidad son los bordes laterales. - 2- d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x 2 + x - 2 lim x"-2- f x^ h = lim x"-2- x 2 + x - 26 @ = lim x"-2- x - 1^ h x + 2^ h6 @ = 0 - 2+ d -2, 2 -1B 8( f x^ h = cx + d lim x"-2+ f x^ h = lim x"-2+ cx + d6 @ =- 2c + d como la función es continua ( lim x"-2+ f x^ h = lim x"-2- f x^ h (- 2c + d = 0 ( d = 2c 1+ d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x 2 + x - 2 lim x"1+ f x^ h = lim x"1+ x 2 + x - 26 @ = lim x"1+ x - 1^ h x + 2^ h6 @ = 0 1- d 2 -1 ,1B 8( f x^ h = ax + b lim x"1- f x^ h = lim x"1- ax + b6 @ = a + b como la función es continua ( lim x"1+ f x^ h = lim x"1- f x^ h ( a + b = 0 ( a =- b 2 -1 - d -2, 2 -1B 8( f x^ h = cx + d lim x" 2 -1- f x^ h = lim x" 2 -1- cx + d6 @ = 2 -1 c + d 2 -1 + d 2 -1 ,1B 8( f x^ h = ax + b lim x" 2 -1+ f x^ h = lim x" 2 -1+ ax + b6 @ = 2 -1 a + b como f es continua & lim x" 2 -1+ f x^ h = lim x" 2 -1- f x^ h = f 2 -1` j = 2 -3 , luego 2 -1 c + d = 2 -1 a + b = 2 -3 2 -1 c + d = 2 -3 2 -1 a + b = 2 -3 a =- b d = 2cZ [ ]]]]]]]] ]]]]]]]] , d =- 2 c =- 1 b =- 1 a = 1Z [ ]]]]] ]]]] , Por último f x^ h = -x - 2 si x d -2, 2 -1B 8 x - 1 si x d 2 -1 ,1B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] ¿ derivabilidad para los valores hallados? f x^ h = -x - 2 si x d -2, 2 -1B 8 x - 1 si x d 2 -1 ,1B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] ( lf x^ h = -1 si x d -2, 2 -1B 8 1 si x d 2 -1 ,1B 8 2 x 2 + x - 2 2x + 1 si x d -3, - 2@ 6, 1, + 3@ 6 Z [ ]]]]]]]]] ]]]]]]]]] ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 44. f es derivable en todo el dominio solo falta averiguar si lo es en los laterales del dominio. 1+ d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x 2 + x - 2 lim x"1+ x - 1 f x^ h - f 1^ h = lim x"1+ x - 1 x 2 + x - 2 - 0 = lim x"1+ x - 1 x - 1^ h x + 2^ h en 1+ x - 1^ h x + 2^ h 2 0 ( x - 1^ h x + 2^ h = x - 1^ h x + 2^ h asi que lim x"1+ x - 1 x - 1^ h x + 2^ h = lim x"1+ x - 1^ h x + 2^ h = 0+ 3 =+3 & no es derivable en 1 ;pero aún asi calculemos lim en 1- 1- d 2 -1 ,1B 8( f x^ h = x - 1 lim x"1- x - 1 f x^ h - f 1^ h = lim x"1- x - 1 x - 1 - 0 = lim x"1- 1 = 1 aunque llegara a ser 3 no seria derivable. - 2- d -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = x 2 + x - 2 lim x"-2- x + 2 f x^ h - f -2^ h = lim x"-2- x + 2 x 2 + x - 2 - 0 = lim x"-2- x + 2 x - 1^ h x + 2^ h en - 2- x - 1^ h x + 2^ h 2 0 ( x - 1^ h x + 2^ h = - x - 1^ h - x + 2^ h asi que lim x"-2- x + 2 x - 1^ h x + 2^ h = lim x"-2- - x + 2^ h^ h 2 - x + 2^ h - x - 1^ h = lim x"-2- - x + 2^ h - x - 1^ h = 0+ 3 =+3 asi que ya podemos decir que f no es derivable en - 2 2 -1 + d 2 -1 ,1B 8( f x^ h = x - 1 lf - 2 1 - ` j = lim x"- 2 1- x + 2 1 f x^ h - f 2 -1` j = lim x"- 2 1- x + 2 1 x - 1 + 2 1 + 1 = lim x"- 2 1- x + 2 1 x + 2 1 = 1 2 -1 - d -2, 2 -1B 8( f x^ h =- x - 2 lf - 2 1 + ` j = lim x"- 2 1 + x + 2 1 f x^ h - f 2 -1` j = lim x"- 2 1 + x + 2 1 -x - 2 - 2 1 + 2 = lim x"- 2 1 + x + 2 1 -x - 2 1 =- 1 como lf - 2 1 + ` j ! lf - 2 1 - ` j ( f no es derivable en x =- 2 1 b estudio la función con los valores hallados. f x^ h = f3 x^ h =- x - 2 si x d -2, 2 -1B 8 f2 x^ h = x - 1 si x d 2 -1 ,1B 8 f1 x^ h = x 2 + x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] ** corte con los ejes se estudia por separado - por intervalos^ h en -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = f1 x^ h = x 2 + x - 2 eje x ( y = 0 , x 2 + x - 2 = 0 , x 2 + x - 2 = 0 , x - 1^ h x + 2^ h = 0 , x = -2 1 $ luego 1,0^ hy 2,0^ h son los puntos de corte entre la curva y el eje x eje y ( x = 0 b -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f1 no corta el eje y ----------------------- en 2 -1 ,1B 8( f x^ h = f2 x^ h = x - 1 eje x ( y = 0 , x - 1 = 0 , x = 1 ( 1,0^ h punto de corte entre f2 y el eje x. eje y ( x = 0 ( f2 0^ h =- 1 ( 0, - 1^ h punto de corte entre f2 y el eje y. ----------------------- en -2, 2 -1B 8( f x^ h = f3 x^ h =- x - 2 eje x ( y = 0 ,- x - 2 = 0 , x =- 2 ( -2,0^ h punto de corte entre f3 y el eje x. eje y ( x = 0 b -2, 2 -1B 8( f3 no corta el eje y. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 45. ** Asintotas se estudia por separado - por intervalos^ h Asintota Horizontal *** en -3, - 2@ @, 1, + 36 6( f x^ h = f1 x^ h = x 2 + x - 2 lim x"3 f1 x^ h = lim x"3 x 2 + x - 2 = lim x"3 x 1 + x 1 - x 2 2 = lim x"-3 -x^ h =+3 lim x"+3 x^ h =+3 * ( no hay a sin tota horizontal. *** en 2 -1 ,1B 8y en -2, 2 -1B 8 no hay asintota horizontal. por no existir 3 Asintota Vertical lim x"-2- f x^ h = lim x"-2- f1 x^ h = lim x"-2- x 2 + x - 2 = lim x"-2- x - 1^ h x + 2^ h = 0 lim x"-2+ f x^ h = lim x"-2+ f3 x^ h = lim x"-2+ -x - 2^ h = 0 _ ` a bbbbb bbbb & no hay vertical lim x"1+ f x^ h = lim x"1+ f1 x^ h = lim x"1+ x 2 + x - 2 = lim x"1+ x - 1^ h x + 2^ h = 0 lim x"1- f x^ h = lim x"1- f2 x^ h = lim x"1- x - 1^ h = 0 _ ` a bbbbb bbbb & no hay vertical lim x" 2 -1+ f x^ h = lim x" 2 -1+ f2 x^ h = lim x" 2 -1+ x - 1^ h =- 2 3 lim x" 2 -1- f x^ h = lim x" 2 -1- f3 x^ h = lim x" 2 -1- -x - 2^ h =- 2 3 _ ` a bbbbbbb bbbbbbb & no hay vertical ** Maximo,minimo,crecimiento,decrecimiento f x^ h = -x - 2 si x d -2, 2 -1B 8 x - 1 si x d 2 -1 ,1B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2@ @, 1, + 36 6Z [ ]]]]]]] ]]]]]]] ( lf x^ h = lf 3 x^ h =- 1 si x d -2, 2 -1B 8 lf 2 x^ h = 1 si x d 2 -1 ,1B 8 lf 1 x^ h = 2 x 2 + x - 2 2x + 1 si x d -3, - 2@ 6, 1, + 3@ 6 Z [ ]]]]]]]]] ]]]]]]]]] lf 1 x^ h = 2 x 2 + x - 2 2x + 1 = 0 , 2x + 1 = 0 , x = 2 -1 g -3, - 2@ @, 1, + 36 6 como 2 x 2 + x - 2 2 0 en -3, - 2@ 6, 1, + 3@ 6 asi que el signo de lf 1 x^ h depende del signo de 2x + 1 En conclusión lf 1 x^ h 1 0 en -3, - 2@ 6 ( f decreciente , lf 1 x^ h 2 0 en 1, + 3@ 6 ( f creciente lf 2 x^ h 2 0 en 2 -1 ,1B 8( f creciente , lf 3 x^ h 1 0 en -2, 2 -1B 8( f decreciente ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA
  • 46. 20 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x^ h = x senx ** Campo de existencia = dominio de definición f x^ h esxiste si y sólo si x ! 0 , luego D f = R* ** simetria f -x^ h = -x^ h sen -x^ h = - x^ h -sen x^ h = x senx = f x^ h ( la función es par,asi que vamos a hacer un estudio sobre el intervalo 0, + 3@ 6ya que la función es simetrica respecto al eje de ordenadas. ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x senx = 0 , senx = 0 = sen0 , x = kr siendo k d Z* - Eje y ( x = 0 b D f ( la curva no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales Recordad: no existe lim x"3 de senx y cosx pero si que estan acotados -1 # cosx # 1 -1 # senx # 1 $ lim x"+3 x senx = ??? útilizando el metodo de la guardia civil sabemos que - 1 # senx # 1 y x d 0, + 3@ 6 luego x -1 # x senx # x 1 x -1 # x senx # x 1 ( lim x"+3 x -1 # lim x"+3 x senx # lim x"+3 x 1 ( 0 # lim x"+3 x senx # 0 luego podemos confirmar que lim x"+3 x senx = 0 ( y = 0 es la asintota horizontal. - Asintotas vertical (se fija en D f " ya que f es par nos fijaremos en 0, + 3@ 6) lim x"0+ x senx = 0 0 F.I aplicando L´Hopital $ lim x"0+ x senx = lim x"0+ 1 cosx = 1 y como f es par podemos concluir que lim x"0- x senx = 1 por último f no tiene asintota vertical en x = 0 ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x senx ( lf x^ h = x 2 x.cosx - senx lf x^ h = 0 , x 2 x.cosx - senx = 0 , x.cosx - senx = 0 , x = cosx senx = tagx para resolver la ecuación x = tagx es haciendo la grafica de las dos funciones g x^ h = x y h x^ h = tagx la solución son los puntos de intersección de las curvas de las funciones g y h viendo las graficas de h y g se ve que tienen infinitas soluciones,pero siempre seguiendo una pauta en 2 -r , 2 r7 Ahay una solución,en 2 r , 2 3r 8 Bhay una solución en 2 3r , 2 5r 8 Bhay una solución,en 2 5r , 2 7r 8 Bhay una solución,......asi sucesevamente hasta el 3 se observa que siempre tenemos un intervalo de longitud r lo que nos indica que siempre hay una solución de la ecuacion en el intervalo 2 -r + kr, 2 r + kr7 A siendo k d Z* Tabla de variación x 0 2 3r - b_ i 2 5r - c_ i 2 7r - c_ i.................. lf x^ h - 0 + 0 - 0 + .......... f(x) 4 3 4 3 .............. ESTUDIO DE FUNCIONES BANHAKEIA-TRUSPA