Tema 12: Funciones                                                                        1

                         TEMA 12: FUNCIONES
1.- INTRODUCCIÓN

1.1.-COORDENADAS CARTESIANAS
Ya conocen los ejes cartesianos, así que vamos a definirlo formalmente y a hacer un
esquema.

Un sistema de coordenadas cartesianas está formado por dos rectas perpendiculares y
graduadas, una horizontal, llamada eje de las abscisas o eje OX, y una vertical, llamada
eje de ordenadas o eje OY.
El punto de intersección de los ejes es el origen de coordenadas.
Los puntos del plano se indican dando sus dos coordenadas P(x,y).
La coordenada x, medida en el eje horizontal, es la abscisa del punto; la coordenada y,
medida en el eje vertical, es la ordenada.

A la hora de dibujar los ejes, es muy importante marcar la escala que vamos a utilizar.


2.- CONCEPTO DE FUNCIÓN
Una función es una relación entre dos magnitudes, que representamos por x (variable
independiente) e y (variable dependiente de x), que asocia a cada valor de x un único
valor de y.
El dominio de una función f es el conjunto de valores de la variable independiente en los
que está definida la función, y se representa por D(f).
El recorrido de una función f es el conjunto de valores que toma la variable
dependiente, y se representa por R(f).


2.1.-FÓRMULAS, TABLAS Y GRÁFICAS
Hay veces que dos magnitudes pueden estar relacionadas de alguna forma.

                                          Ejemplo

    ¿Cuál es el área de un cuadrado?

    Respuesta: A=l 2 → Esto es una fórmula.
    Tenemos dos variables: el lado (l) y el área (A), donde A depende de l.

    ¿Cuánto vale el área según vale el lado?
    Podemos hacer una tabla:
            Lado            1     1,5      2        2,5     3      3,5    …
              Área           1     2,25      4      6,25    9    12,25    …


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    Pero además podemos verlo como una gráfica,
    gracias a la tabla que hemos hecho. Para ello
    debemos dar nombre a los ejes: el eje horizontal
    es el lado y el eje vertical es el área.




Entonces, si tenemos dos variables dependientes podemos expresarlo mediante una
fórmula, una tabla o una gráfica.
La magnitud que se fija previamente es la variable independiente y la que se deduce de
la otra es la variable dependiente.

                          Ejercicios 1, 2 (p. 207), 18 (p. 216).


2.2.-REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE FUNCIONES

De tabla a gráfica
Si ya tenemos la relación entre las variables dadas en forma de tabla, basta con dibujar
cada punto como el par de valores asociados, cuya abscisa es el valor de la variable
independiente y cuya ordenada es el valor de la variable dependiente.
Luego podemos interpretar los valores intermedios uniendo los puntos.

De fórmula a gráfica
Para representar gráficamente una fórmula, construimos una tabla dando valores a la
variable independiente y calculando el valor numérico de la variable dependiente
sustituyendo el primer valor en la fórmula.
Representamos los puntos como en el apartado anterior.
Y por último estudiamos si tiene sentido unir los puntos.

                      Dibuja las relaciones de los ejercicios 1 y 2.

                                Ejercicios 3 y 4 (p. 208).




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3.- CONTINUIDAD
Decimos que una función es continua si puede dibujarse sin levantar el lápiz del papel.
Es discontinua cuando no es continua.

Pero podemos verlo de una manera más formal:
   • Una función f es continua en x=a si a pertenece al dominio y la variación
      f(a+h)­f(a) se aproxima a 0 cuando h tiende a 0.
   • Si la función no es continua en x=a, entonces decimos que la función es
      discontinua en x=a.
   • Una función es continua en un intervalo (a,b) cuando es continua en todos sus
      puntos.

                                        Ejemplo

    Explica si las siguientes gráficas corresponden a funciones continuas o
    discontinuas, y en este caso, señala los puntos de discontinuidad.




       a) La función es discontinua en x=2 y en x=6 porque la gráfica “pega un
          salto” y por tanto no se puede dibujar alrededor de x=2 o del x=6 sin
          levantar el lápiz del papel. En el resto es siempre continua, porque en los
          otros tramos podemos dibujar los segmentos rectilíneos sin levantar el
          lápiz del papel.
       b) Es una función continua en todos sus puntos porque podemos dibujar la
          gráfica sin levantar el lápiz del papel.


                         Ejercicios 36, 37, 38, 41, 43 (p. 179).
                         Ejercicios resueltos 39 y 42 (p. 179).




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4.- VARIACIÓN DE UNA FUNCIÓN
La variación de la función en un intervalo nos indica simplemente cuánto ha variado la
función en dicho intervalo; es decir, es la diferencia entre los valores de la función en el
extremo menos el origen.
                                         Ejemplo
    La evolución del número de personas que acceden a una página web a una
    determinada hora está representada en la gráfica de la página 210.
       a) ¿En cuánto ha variado el número de personas conectadas de 8 a 9?
       b) ¿Y de 10 a 12?
       c) ¿Y de 16 a 19?
    Eso es la variación de la función en un intervalo.

La variación de f(x) en (a,b) es V[a,b]=f(b)­f(a).
Se supone que la función es continua en el intervalo [a,b].

                                Ejercicio resuelto 3 (p. 210).
                                Ejercicios 7, 8 y 9 (p. 210).

5.- CRECIMIENTO Y DECRECIMIENTO
Intuitivamente ya conocemos todos cuándo una función crece y cuándo decrece. Para ello
únicamente tenemos que ver su gráfica: si sube la gráfica, es que crece, y si baja, es que
decrece. Veamos formalmente qué es.

Una función es creciente si al aumentar la variable independiente, la variable
dependiente también aumenta. Es decir, la tasa de variación es positiva.
Una función es decreciente si al aumentar la variable independiente, la variable
dependiente disminuye. Es decir, la tasa de variación es negativa.
Una función es constante si al aumentar la variable independiente, la variable
dependiente vale siempre lo mismo. Es decir, la tasa de variación es cero.

Diremos siempre que es creciente, decreciente o constante en un tramo determinado.




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                                  Ejemplo
    Dibuja una función continua que sólo sea decreciente en el intervalo
    comprendido entre x=0 y x=6.




                            Ejercicio resuelto 4 (p. 211).
                             Ejercicios 10 y 11 (p. 211).

6.- MÁXIMOS Y MÍNIMOS
Una función presenta un máximo en un punto si a la izquierda crece y a la derecha
decrece.
Una función presenta un mínimo en un punto si a la izquierda decrece y a la derecha
crece.
De una manera más formal:
   • Una función f tiene un máximo relativo en x=a si f(a) es el mayor valor de la
       función en un entorno de a.
   • Una función f tiene un mínimo relativo en x=a si f(a) es el menor valor de la
       función en un entorno de a.
   • Una función f tiene un máximo absoluto en x=a si f(a) es el mayor valor de la
       función en todo el dominio.
   • Una función f tiene un mínimo relativo en x=a si f(a) es el menor valor de la
       función en todo el dominio.




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                                        Ejemplo

       a) Señala los máximos y los mínimos de la siguiente función.




           La función presenta un mínimo en x=3, un máximo en x=0 y un mínimo en
           x=3.

       b) ¿Qué valor toma la función en dichos puntos?
          En x=3, y=­3; en x=0, y=0; en x=3, y=­3.

                               Ejercicio resuelto 5 (p. 212)
                               Ejercicios 12 y 13 (p.212).

7.- SIMETRÍA Y PERIODICIDAD

7.1.-Simetrías
Una función puede ser simétrica respecto del eje de ordenadas y respecto del origen de
coordenadas. Pero nunca podrá ser simétrica respecto del eje de abscisas. Gráficamente
es muy sencillo verlo.
Una función f es par o simétrica respecto del eje de ordenadas, cuando f(x) y f(­x) 
toman valores iguales para todo x del dominio. Es decir: f(­x) = f(x).
Una función f es impar o simétrica respecto del origen de coordenadas, cuando f(x) y
f(­x) toman valores opuestos para todo x del dominio. Es decir: f(­x) = ­f(x).

7.2.-Periodicidad
Una función es periódica cuando se repite todo el rato lo mismo.
Una función es periódica cuando los valores que toma se repiten cada cierto intervalo fijo
de las abscisas T que se llama periodo. Es decir, f(x+T)=f(x).

                               Ejercicios 15 y 16 (p. 213).

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7.3.-Puntos de corte con los ejes
Los puntos de corte con los ejes son los puntos donde la gráfica corta al eje OX
(cuando la y=0) y al eje OY (cuando la x=0).

Básicamente tenemos que mirar la gráfica y ver cuándo la gráfica corta al eje de abscisas
(y esos serán los puntos de corte de la gráfica con el eje OX) y ver cuándo la gráfica corta
al eje de ordenadas (y ése será el punto de corte de la gráfica con el eje OY, que será un
único punto).

                           Ejemplo resumen de todo lo visto

    Observa la siguiente gráfica.




        a) ¿Es una función continua o discontinua?
           Es una función continua.
        b) ¿Cuáles son las coordenadas de los puntos de corte con el eje de
           abscisas?
           Los puntos de corte con el eje de abscisas son: A(­7, 0), O(0, 0), B(6, 0).
        c) ¿En qué puntos corta al eje de ordenadas?
           El punto de corte con el eje de ordenadas es el origen O(0, 0).
        d) Indica si tiene máximos y mínimos. ¿Cuáles son sus coordenadas?
           Tiene un máximo en C(­2, 4) y un mínimo en D(3, 4).
        e) Describe el crecimiento y decrecimiento de la función.
           La función es creciente hasta x=­2, decreciente desde x=­2 hasta x=3 y
           creciente de x=3 en adelante.

                     Ejercicios 40 (p. 218), 46, 47, 48, 49, 50 (p. 219).




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8.- ESTUDIO DE UNA FUNCIÓN
Lo más importante al trabajar con funciones es entender y comprender el sentido de sus
gráficas. En este sentido, tenemos que ser capaces de interpretar una gráfica y contar
qué está pasando en ella con palabras.



                              Ejercicios 42, 43 (p. 218).
                                Voluntarios: 44 y 45.




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3 ESO-Tema12-Funciones

  • 1.
    Tema 12: Funciones 1 TEMA 12: FUNCIONES 1.- INTRODUCCIÓN 1.1.-COORDENADAS CARTESIANAS Ya conocen los ejes cartesianos, así que vamos a definirlo formalmente y a hacer un esquema. Un sistema de coordenadas cartesianas está formado por dos rectas perpendiculares y graduadas, una horizontal, llamada eje de las abscisas o eje OX, y una vertical, llamada eje de ordenadas o eje OY. El punto de intersección de los ejes es el origen de coordenadas. Los puntos del plano se indican dando sus dos coordenadas P(x,y). La coordenada x, medida en el eje horizontal, es la abscisa del punto; la coordenada y, medida en el eje vertical, es la ordenada. A la hora de dibujar los ejes, es muy importante marcar la escala que vamos a utilizar. 2.- CONCEPTO DE FUNCIÓN Una función es una relación entre dos magnitudes, que representamos por x (variable independiente) e y (variable dependiente de x), que asocia a cada valor de x un único valor de y. El dominio de una función f es el conjunto de valores de la variable independiente en los que está definida la función, y se representa por D(f). El recorrido de una función f es el conjunto de valores que toma la variable dependiente, y se representa por R(f). 2.1.-FÓRMULAS, TABLAS Y GRÁFICAS Hay veces que dos magnitudes pueden estar relacionadas de alguna forma. Ejemplo ¿Cuál es el área de un cuadrado? Respuesta: A=l 2 → Esto es una fórmula. Tenemos dos variables: el lado (l) y el área (A), donde A depende de l. ¿Cuánto vale el área según vale el lado? Podemos hacer una tabla: Lado 1 1,5 2 2,5 3 3,5 … Área 1 2,25 4 6,25 9 12,25 … Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 2.
    Tema 12: Funciones 2 Pero además podemos verlo como una gráfica, gracias a la tabla que hemos hecho. Para ello debemos dar nombre a los ejes: el eje horizontal es el lado y el eje vertical es el área. Entonces, si tenemos dos variables dependientes podemos expresarlo mediante una fórmula, una tabla o una gráfica. La magnitud que se fija previamente es la variable independiente y la que se deduce de la otra es la variable dependiente. Ejercicios 1, 2 (p. 207), 18 (p. 216). 2.2.-REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE FUNCIONES De tabla a gráfica Si ya tenemos la relación entre las variables dadas en forma de tabla, basta con dibujar cada punto como el par de valores asociados, cuya abscisa es el valor de la variable independiente y cuya ordenada es el valor de la variable dependiente. Luego podemos interpretar los valores intermedios uniendo los puntos. De fórmula a gráfica Para representar gráficamente una fórmula, construimos una tabla dando valores a la variable independiente y calculando el valor numérico de la variable dependiente sustituyendo el primer valor en la fórmula. Representamos los puntos como en el apartado anterior. Y por último estudiamos si tiene sentido unir los puntos. Dibuja las relaciones de los ejercicios 1 y 2. Ejercicios 3 y 4 (p. 208). Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 3.
    Tema 12: Funciones 3 3.- CONTINUIDAD Decimos que una función es continua si puede dibujarse sin levantar el lápiz del papel. Es discontinua cuando no es continua. Pero podemos verlo de una manera más formal: • Una función f es continua en x=a si a pertenece al dominio y la variación f(a+h)­f(a) se aproxima a 0 cuando h tiende a 0. • Si la función no es continua en x=a, entonces decimos que la función es discontinua en x=a. • Una función es continua en un intervalo (a,b) cuando es continua en todos sus puntos. Ejemplo Explica si las siguientes gráficas corresponden a funciones continuas o discontinuas, y en este caso, señala los puntos de discontinuidad. a) La función es discontinua en x=2 y en x=6 porque la gráfica “pega un salto” y por tanto no se puede dibujar alrededor de x=2 o del x=6 sin levantar el lápiz del papel. En el resto es siempre continua, porque en los otros tramos podemos dibujar los segmentos rectilíneos sin levantar el lápiz del papel. b) Es una función continua en todos sus puntos porque podemos dibujar la gráfica sin levantar el lápiz del papel. Ejercicios 36, 37, 38, 41, 43 (p. 179). Ejercicios resueltos 39 y 42 (p. 179). Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 4.
    Tema 12: Funciones 4 4.- VARIACIÓN DE UNA FUNCIÓN La variación de la función en un intervalo nos indica simplemente cuánto ha variado la función en dicho intervalo; es decir, es la diferencia entre los valores de la función en el extremo menos el origen. Ejemplo La evolución del número de personas que acceden a una página web a una determinada hora está representada en la gráfica de la página 210. a) ¿En cuánto ha variado el número de personas conectadas de 8 a 9? b) ¿Y de 10 a 12? c) ¿Y de 16 a 19? Eso es la variación de la función en un intervalo. La variación de f(x) en (a,b) es V[a,b]=f(b)­f(a). Se supone que la función es continua en el intervalo [a,b]. Ejercicio resuelto 3 (p. 210). Ejercicios 7, 8 y 9 (p. 210). 5.- CRECIMIENTO Y DECRECIMIENTO Intuitivamente ya conocemos todos cuándo una función crece y cuándo decrece. Para ello únicamente tenemos que ver su gráfica: si sube la gráfica, es que crece, y si baja, es que decrece. Veamos formalmente qué es. Una función es creciente si al aumentar la variable independiente, la variable dependiente también aumenta. Es decir, la tasa de variación es positiva. Una función es decreciente si al aumentar la variable independiente, la variable dependiente disminuye. Es decir, la tasa de variación es negativa. Una función es constante si al aumentar la variable independiente, la variable dependiente vale siempre lo mismo. Es decir, la tasa de variación es cero. Diremos siempre que es creciente, decreciente o constante en un tramo determinado. Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 5.
    Tema 12: Funciones 5 Ejemplo Dibuja una función continua que sólo sea decreciente en el intervalo comprendido entre x=0 y x=6. Ejercicio resuelto 4 (p. 211). Ejercicios 10 y 11 (p. 211). 6.- MÁXIMOS Y MÍNIMOS Una función presenta un máximo en un punto si a la izquierda crece y a la derecha decrece. Una función presenta un mínimo en un punto si a la izquierda decrece y a la derecha crece. De una manera más formal: • Una función f tiene un máximo relativo en x=a si f(a) es el mayor valor de la función en un entorno de a. • Una función f tiene un mínimo relativo en x=a si f(a) es el menor valor de la función en un entorno de a. • Una función f tiene un máximo absoluto en x=a si f(a) es el mayor valor de la función en todo el dominio. • Una función f tiene un mínimo relativo en x=a si f(a) es el menor valor de la función en todo el dominio. Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 6.
    Tema 12: Funciones 6 Ejemplo a) Señala los máximos y los mínimos de la siguiente función. La función presenta un mínimo en x=3, un máximo en x=0 y un mínimo en x=3. b) ¿Qué valor toma la función en dichos puntos? En x=3, y=­3; en x=0, y=0; en x=3, y=­3. Ejercicio resuelto 5 (p. 212) Ejercicios 12 y 13 (p.212). 7.- SIMETRÍA Y PERIODICIDAD 7.1.-Simetrías Una función puede ser simétrica respecto del eje de ordenadas y respecto del origen de coordenadas. Pero nunca podrá ser simétrica respecto del eje de abscisas. Gráficamente es muy sencillo verlo. Una función f es par o simétrica respecto del eje de ordenadas, cuando f(x) y f(­x)  toman valores iguales para todo x del dominio. Es decir: f(­x) = f(x). Una función f es impar o simétrica respecto del origen de coordenadas, cuando f(x) y f(­x) toman valores opuestos para todo x del dominio. Es decir: f(­x) = ­f(x). 7.2.-Periodicidad Una función es periódica cuando se repite todo el rato lo mismo. Una función es periódica cuando los valores que toma se repiten cada cierto intervalo fijo de las abscisas T que se llama periodo. Es decir, f(x+T)=f(x). Ejercicios 15 y 16 (p. 213). Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 7.
    Tema 12: Funciones 7 7.3.-Puntos de corte con los ejes Los puntos de corte con los ejes son los puntos donde la gráfica corta al eje OX (cuando la y=0) y al eje OY (cuando la x=0). Básicamente tenemos que mirar la gráfica y ver cuándo la gráfica corta al eje de abscisas (y esos serán los puntos de corte de la gráfica con el eje OX) y ver cuándo la gráfica corta al eje de ordenadas (y ése será el punto de corte de la gráfica con el eje OY, que será un único punto). Ejemplo resumen de todo lo visto Observa la siguiente gráfica. a) ¿Es una función continua o discontinua? Es una función continua. b) ¿Cuáles son las coordenadas de los puntos de corte con el eje de abscisas? Los puntos de corte con el eje de abscisas son: A(­7, 0), O(0, 0), B(6, 0). c) ¿En qué puntos corta al eje de ordenadas? El punto de corte con el eje de ordenadas es el origen O(0, 0). d) Indica si tiene máximos y mínimos. ¿Cuáles son sus coordenadas? Tiene un máximo en C(­2, 4) y un mínimo en D(3, 4). e) Describe el crecimiento y decrecimiento de la función. La función es creciente hasta x=­2, decreciente desde x=­2 hasta x=3 y creciente de x=3 en adelante. Ejercicios 40 (p. 218), 46, 47, 48, 49, 50 (p. 219). Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo
  • 8.
    Tema 12: Funciones 8 8.- ESTUDIO DE UNA FUNCIÓN Lo más importante al trabajar con funciones es entender y comprender el sentido de sus gráficas. En este sentido, tenemos que ser capaces de interpretar una gráfica y contar qué está pasando en ella con palabras. Ejercicios 42, 43 (p. 218). Voluntarios: 44 y 45. Luis Alonso http://www.educa2.madrid.org/web/luis.alonsoizquierdo