Autor:
Sebastián Lema
Derivada de una función en un punto


   La derivada de una función f(x) en un punto x=a es el límite, si existe y es
    finito, de las tasa de variación media, TVM[a,a+h] cuando h tiende a cero. La
    representamos por f'(a) y es :




   Función derivada.
    La función derivada de una función y=f(x), que sea derivable en su dominio, es
    una función que asocia a cada valor de la variable x, el valor de la derivada en
    ese punto. La representamos por f'(x) o y' y viene dada por :
Ejemplo de cálculo de la función derivada
Idea gráfica del concepto de derivada
Ecuación de la recta tangente y normal a una curva


   La recta tangente a a una curva
    en un punto es aquella que pasa
    por el punto (a, f(a)) y cuya
    pendiente es igual a f '(a).



    y-f(a)=f’(a)(x-a)


   La recta normal a una curva en
    un punto es aquella que pasa
    por el punto (a, f(a)) y cuya
    pendiente es igual a -1/f '(a).



    y-f(a)=-1/f’(a)(x-a)
Derivada lateral por la izquierda


   La derivada lateral por la izquierda de una función y=f(x)
    en el punto x=a es el límite de las tasa de variación media
    TVM[a,a+h] cuando h tiende a cero por la izquierda del cero,
    es decir tomando sólo valores negativos. Cuando el límite
    existe y es finito, decimos que la función tiene derivada lateral
    por la izquierda y es :
Derivada lateral por la derecha



   La derivada lateral por la derecha de una función y=f(x) en el
    punto x=a es el límite de las tasa de variación media, TVN[a,a+h]
    cuando h tiende a cero por la derecha del cero, es decir, tomando sólo
    valores positivos. Cuando el límite existe y es finito, decimos que la
    función tiene derivada lateral por la derecha y es:
Continuación de derivadas laterales



                                Si en un punto x=a, las derivadas
                                 laterales no coinciden, es decir, son
                                 distintas, la función no es derivable
                                 en el punto x=a.




                                Si la función tiene derivada en un
                                 punto x=a, existen las derivadas
                                 laterales y son iguales,es decir;
                                        f’(a)=f’(a+)=f’(a-)
Relación entre continuidad y derivabilidad


   La condición de derivabilidad es más fuerte que la condición de continuidad,
    una función derivable en un punto, además de ser continua en ese punto ,
    varía suavemente al pasar por el punto, no sufre cambios bruscos. Esto, lo
    expresamos matemáticamente en el siguiente enunciado:

    “Si una función y=f(x) es derivable en x=a, entonces la función es continua en ese punto”


    Demostración: Si existe y es finita f'(a)




    Luego la función es continua en x=a   .
Operaciones con derivadas


              Derivadas de sumas, restas, productos y cocientes de funciones
Cálculo de derivadas de funciones elementales


            Función            Derivada         Ejemplos

Constante

y=k                     y'=0              y=8       y'=0

Identidad

y=x                     y'=1              y=x       y'=1

Funciones potenciales
Cálculo de derivadas de funciones elementales


Funciones exponenciales




Funciones logarítmicas




Funciones trigonométricas
Cálculo de derivadas de funciones elementales


Funciones trigonométricas (Continuación)
Funciones crecientes y decrecientes
Monotonía: Crecimiento y Decrecimiento


   TEOREMA 1                                  TEOREMA 2
    Sea (f,D) derivable en c c R.               Sea (f,D) derivable en c c R.
    Entonces:                                   Entonces:




   INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA
    Si una función es creciente en un punto, la pendiente de la recta tangente es
    mayor o igual que cero.
Extremos relativos: Máximos y Mínimos relativos

   TEOREMA
    Sea (f,D) derivable en a c R. Si f posee un máximo o un mínimo
    relativo en a, entonces f´(a) = 0.

   El recíproco no es cierto en general:
    f(x) = x3 es derivable en 0, y f´(x) = 3 x2, con f´(0) = 0; pero f no
    tiene máximos ni mínimos en ningún punto (es estrictamente
    creciente).
    f(x) = |x| no es derivable en 0 y posee un mínimo en él.

Derivadas en una sola variable

  • 1.
  • 2.
    Derivada de unafunción en un punto  La derivada de una función f(x) en un punto x=a es el límite, si existe y es finito, de las tasa de variación media, TVM[a,a+h] cuando h tiende a cero. La representamos por f'(a) y es :  Función derivada. La función derivada de una función y=f(x), que sea derivable en su dominio, es una función que asocia a cada valor de la variable x, el valor de la derivada en ese punto. La representamos por f'(x) o y' y viene dada por :
  • 3.
    Ejemplo de cálculode la función derivada
  • 4.
    Idea gráfica delconcepto de derivada
  • 5.
    Ecuación de larecta tangente y normal a una curva  La recta tangente a a una curva en un punto es aquella que pasa por el punto (a, f(a)) y cuya pendiente es igual a f '(a). y-f(a)=f’(a)(x-a)  La recta normal a una curva en un punto es aquella que pasa por el punto (a, f(a)) y cuya pendiente es igual a -1/f '(a). y-f(a)=-1/f’(a)(x-a)
  • 6.
    Derivada lateral porla izquierda  La derivada lateral por la izquierda de una función y=f(x) en el punto x=a es el límite de las tasa de variación media TVM[a,a+h] cuando h tiende a cero por la izquierda del cero, es decir tomando sólo valores negativos. Cuando el límite existe y es finito, decimos que la función tiene derivada lateral por la izquierda y es :
  • 7.
    Derivada lateral porla derecha  La derivada lateral por la derecha de una función y=f(x) en el punto x=a es el límite de las tasa de variación media, TVN[a,a+h] cuando h tiende a cero por la derecha del cero, es decir, tomando sólo valores positivos. Cuando el límite existe y es finito, decimos que la función tiene derivada lateral por la derecha y es:
  • 8.
    Continuación de derivadaslaterales  Si en un punto x=a, las derivadas laterales no coinciden, es decir, son distintas, la función no es derivable en el punto x=a.  Si la función tiene derivada en un punto x=a, existen las derivadas laterales y son iguales,es decir; f’(a)=f’(a+)=f’(a-)
  • 9.
    Relación entre continuidady derivabilidad  La condición de derivabilidad es más fuerte que la condición de continuidad, una función derivable en un punto, además de ser continua en ese punto , varía suavemente al pasar por el punto, no sufre cambios bruscos. Esto, lo expresamos matemáticamente en el siguiente enunciado: “Si una función y=f(x) es derivable en x=a, entonces la función es continua en ese punto” Demostración: Si existe y es finita f'(a) Luego la función es continua en x=a .
  • 10.
    Operaciones con derivadas Derivadas de sumas, restas, productos y cocientes de funciones
  • 11.
    Cálculo de derivadasde funciones elementales Función Derivada Ejemplos Constante y=k y'=0 y=8 y'=0 Identidad y=x y'=1 y=x y'=1 Funciones potenciales
  • 12.
    Cálculo de derivadasde funciones elementales Funciones exponenciales Funciones logarítmicas Funciones trigonométricas
  • 13.
    Cálculo de derivadasde funciones elementales Funciones trigonométricas (Continuación)
  • 14.
  • 15.
    Monotonía: Crecimiento yDecrecimiento  TEOREMA 1  TEOREMA 2 Sea (f,D) derivable en c c R. Sea (f,D) derivable en c c R. Entonces: Entonces:  INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA Si una función es creciente en un punto, la pendiente de la recta tangente es mayor o igual que cero.
  • 16.
    Extremos relativos: Máximosy Mínimos relativos  TEOREMA Sea (f,D) derivable en a c R. Si f posee un máximo o un mínimo relativo en a, entonces f´(a) = 0.  El recíproco no es cierto en general: f(x) = x3 es derivable en 0, y f´(x) = 3 x2, con f´(0) = 0; pero f no tiene máximos ni mínimos en ningún punto (es estrictamente creciente). f(x) = |x| no es derivable en 0 y posee un mínimo en él.