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Funciones · Funciones

Conceptos básicos de funciones

Te conviene dominar: Concepto de función (3° de secundaria)
Te conviene dominar: Ecuaciones cuadráticas (3° de secundaria)

Un taxi en la CDMX cobra el banderazo y luego una cantidad por cada kilómetro. Si sabes cuántos kilómetros vas a recorrer, puedes saber cuánto pagarás. Esa relación entre dos cantidades, donde una depende de la otra mediante una regla, es una función. Al final de la página vas a poder calcular el costo de un viaje y decir cuántos kilómetros recorriste a partir de lo que pagaste.

Función, dominio y variable

Ejemplo: en una renta de bicicletas, el costo total depende de las horas de uso. Las horas se eligen; el costo se calcula.

Esquema de una función como proceso que asigna a cada valor de entrada x un único valor de salida f(x) fy = f(x) x f(x) a cada x le corresponde un único f(x)

Para evaluar una función se sustituye el valor de $x$ y se calcula. Por ejemplo, si $f(x) = x^2 + 1$, entonces $f(3) = 3^2 + 1 = 10$.

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Dada la función polinómica $f(x) = 2x^2 - 5x + 1$, calcula las imágenes para los valores $x = -2$, $x = 0$ y $x = 3$.

Dada la función polinómica $f(x) = 2x^2 - 5x + 1$, calcula las imágenes para los valores $x = -2$, $x = 0$ y $x = 3$.

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Un servicio de renta de bicicletas cobra una tarifa fija de $60$ pesos por la activación del servicio, más $30$ pesos por cada hora de uso. Escribe la expresión…

Un servicio de renta de bicicletas cobra una tarifa fija de $60$ pesos por la activación del servicio, más $30$ pesos por cada hora de uso. Escribe la expresión algebraica de la función que relaciona el costo total con el tiempo de uso, e identifica cuál es la variable independiente y cuál la variable dependiente.

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Una empresa de taxis cobra $60$ pesos por el banderazo y $24$ pesos por cada kilómetro recorrido. a) Escribe la función que relaciona el costo total del viaje con los…

Una empresa de taxis cobra $60$ pesos por el banderazo y $24$ pesos por cada kilómetro recorrido.

  1. a) Escribe la función que relaciona el costo total del viaje con los kilómetros recorridos.
  2. b) ¿Cuál es el dominio de esta función teniendo en cuenta el contexto del problema?
  3. c) ¿Cuánto costará un viaje de $15$ km?
  4. d) Si un cliente pagó $420$ pesos, ¿cuántos kilómetros recorrió?
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Dominio y rango

Un polinomio (sumas, restas y productos de $x$) puede evaluarse con cualquier número, así que $D = \mathbb{R}$. Además, hay que pensar en el contexto: en el taxi, los kilómetros no pueden ser negativos, así que el dominio es $[0, +\infty)$.

Leer dominio y rango en una gráfica

El dominio se lee en el eje $X$ (de dónde a dónde llega la gráfica); el rango, en el eje $Y$ (qué alturas alcanza). Un punto cerrado ($\bullet$) pertenece a la gráfica, así que su extremo se escribe con corchete. Un punto abierto ($\circ$) no pertenece, así que su extremo se escribe con paréntesis.

Gráfica que empieza en x = -3 con punto cerrado, baja a un mínimo de -1 y termina en x = 3 con punto abierto a altura 2 (−3, 1) cerrado (3, 2) abierto mínimo: y = −1 x y

Aquí la gráfica va de $x = -3$ (incluido) a $x = 3$ (excluido): $D = [-3, 3)$. Las alturas van desde el mínimo $-1$ (incluido) hasta $2$, que no se alcanza: rango $= [-1, 2)$.

  • Fracción con $x$ en el denominador: se excluyen los valores que lo anulan.

  • Raíz cuadrada (índice par): el radicando debe ser mayor o igual que cero.

Recta real con el valor x = -4 incluido y x = 2 excluido, mostrando el dominio de la función x = −4(incluido) x = 2(prohibido) −4−20246 Dom = [−4, 2) ∪ (2, +∞)
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A partir de la gráfica de la función $h(x)$, sabiendo que la ordenada del punto abierto en $x = -2$ es $1.25$, indica en forma de intervalo su dominio y su recorrido.

A partir de la gráfica de la función $h(x)$, sabiendo que la ordenada del punto abierto en $x = -2$ es $1.25$, indica en forma de intervalo su dominio y su recorrido.

X Y 3 2 −2
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Determina el dominio de definición de las siguientes funciones: a) $f(x) = \frac{3}{x - 5}$ b) $g(x) = \sqrt{x + 2}$

Determina el dominio de definición de las siguientes funciones:

  1. a) $f(x) = \frac{3}{x - 5}$
  2. b) $g(x) = \sqrt{x + 2}$
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Halla el dominio de definición de la función $f(x) = \frac{\sqrt{x + 4}}{x - 2}$.

Halla el dominio de definición de la función $f(x) = \frac{\sqrt{x + 4}}{x - 2}$.

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Determina analíticamente el dominio de definición de la función $f(x) = \sqrt{\frac{x - 3}{x + 2}}$. Expresa el resultado como unión de intervalos.

Determina analíticamente el dominio de definición de la función $f(x) = \sqrt{\frac{x - 3}{x + 2}}$. Expresa el resultado como unión de intervalos.

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Intersección con los ejes

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Calcula analíticamente los puntos de corte con el eje de abscisas (eje X) y con el eje de ordenadas (eje Y) de la función $f(x) = x^2 - 6x + 8$.

Calcula analíticamente los puntos de corte con el eje de abscisas (eje X) y con el eje de ordenadas (eje Y) de la función $f(x) = x^2 - 6x + 8$.

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Simetría: funciones pares e impares

Comparación de una función par, simétrica respecto al eje vertical, y una impar, simétrica respecto al origen par: f(−x) = f(x) impar: f(−x) = −f(x)
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Determina algebraicamente si las siguientes funciones son pares, impares o no tienen ningún tipo de simetría: a) $f(x) = x^4 - 2x^2$ b) $g(x) = x^3 - 3x + 1$

Determina algebraicamente si las siguientes funciones son pares, impares o no tienen ningún tipo de simetría:

  1. a) $f(x) = x^4 - 2x^2$
  2. b) $g(x) = x^3 - 3x + 1$
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Dada la función racional $f(x) = \frac{x^2}{x^2 - 4}$: a) Demuestra analíticamente si es una función par, impar o si no presenta simetría. b) Calcula los puntos de corte…

Dada la función racional $f(x) = \frac{x^2}{x^2 - 4}$:

  1. a) Demuestra analíticamente si es una función par, impar o si no presenta simetría.
  2. b) Calcula los puntos de corte con los ejes de coordenadas.
  3. c) Encuentra las ecuaciones de todas sus asíntotas (verticales y horizontales).
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Razón de cambio promedio (TVM)

Si la TVM es positiva, $f(b) > f(a)$; si es negativa, $f(b) < f(a)$; si es cero, $f(b) = f(a)$.

Con velocidades: si $d(t)$ es la distancia, la TVM en $[t_1, t_2]$ es la velocidad media en ese lapso.

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Calcula la Tasa de Variación Media (TVM) de la función $f(x) = x^2 - 4$ en los intervalos $[-1, 2]$ y $[2, 5]$.

Calcula la Tasa de Variación Media (TVM) de la función $f(x) = x^2 - 4$ en los intervalos $[-1, 2]$ y $[2, 5]$.

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La distancia $d$ (en metros) que recorre un objeto en caída libre en función del tiempo $t$ (en segundos) se aproxima mediante la función $d(t) = 5t^2$. Calcula la…

La distancia $d$ (en metros) que recorre un objeto en caída libre en función del tiempo $t$ (en segundos) se aproxima mediante la función $d(t) = 5t^2$. Calcula la velocidad media del objeto (que se corresponde con la Tasa de Variación Media) entre el primer y el tercer segundo ($t \in [1, 3]$), y entre el tercer y el quinto segundo ($t \in [3, 5]$).

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Calcula la Tasa de Variación Media de la función $f(x) = \frac{1}{x}$ en los intervalos $[1, 2]$ y $[2, 4]$. ¿Qué indica el signo de los resultados sobre la monotonía de…

Calcula la Tasa de Variación Media de la función $f(x) = \frac{1}{x}$ en los intervalos $[1, 2]$ y $[2, 4]$. ¿Qué indica el signo de los resultados sobre la monotonía de la función en esos intervalos?

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Dada la función cuadrática $f(x) = x^2 + kx$, determina el valor del parámetro $k$ sabiendo que la Tasa de Variación Media de la función en el intervalo $[1, 3]$ es…

Dada la función cuadrática $f(x) = x^2 + kx$, determina el valor del parámetro $k$ sabiendo que la Tasa de Variación Media de la función en el intervalo $[1, 3]$ es igual a $8$.

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Vértice de una parábola como extremo

Para una función cuadrática $f(x) = ax^2 + bx + c$, el punto más alto o más bajo de la gráfica está en el vértice, en

$$x_v = -\frac{b}{2a}$$

Si $a < 0$ la parábola abre hacia abajo y el vértice es un máximo; si $a > 0$ abre hacia arriba y es un mínimo. (Es el punto medio entre las dos intersecciones con el eje $X$, cuando existen.) Para hallar el valor máximo o mínimo, se evalúa $f(x_v)$.

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La temperatura $T$ (en grados Celsius) en el interior de un horno industrial desde que se enciende hasta que se apaga viene dada por la función $T(t) = -t^2 + 8t + 20$,…

La temperatura $T$ (en grados Celsius) en el interior de un horno industrial desde que se enciende hasta que se apaga viene dada por la función $T(t) = -t^2 + 8t + 20$, donde $t$ es el tiempo transcurrido en horas. ¿En qué instante se alcanza la temperatura máxima? ¿Cuál es el valor de esa temperatura máxima?

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Un agricultor dispone de $100$ metros de valla para cercar un huerto rectangular aprovechando el muro rectilíneo de una nave ya construida, de modo que solo necesita…

Un agricultor dispone de $100$ metros de valla para cercar un huerto rectangular aprovechando el muro rectilíneo de una nave ya construida, de modo que solo necesita vallar tres de los cuatro lados del rectángulo.

  1. a) Encuentra la expresión de la función que da el área del huerto en función de la longitud $x$ de uno de los lados perpendiculares al muro.
  2. b) Determina el dominio de definición válido para $x$ en el contexto de este problema.
  3. c) ¿Qué dimensiones debe tener el huerto para que su área sea máxima?
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Observa la siguiente gráfica de una función $f(x)$ y determina sus intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como las coordenadas exactas de sus máximos y mínimos…

Observa la siguiente gráfica de una función $f(x)$ y determina sus intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como las coordenadas exactas de sus máximos y mínimos relativos.

X Y −2 2 3 −3
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Analiza la siguiente gráfica de la función $f(x)$ y determina: a) Su dominio y recorrido. b) Las ecuaciones de sus asíntotas. c) Los intervalos de crecimiento y…

Analiza la siguiente gráfica de la función $f(x)$ y determina:

  1. a) Su dominio y recorrido.
  2. b) Las ecuaciones de sus asíntotas.
  3. c) Los intervalos de crecimiento y decrecimiento.
  4. d) Las coordenadas de sus extremos relativos (máximos y mínimos).
X Y 2 8 −8 −4 −1 4 1 −1 −3
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Asíntotas

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Determina analíticamente la ecuación de las asíntotas verticales y horizontales de la función racional $f(x) = \frac{2x + 1}{x - 3}$.

Determina analíticamente la ecuación de las asíntotas verticales y horizontales de la función racional $f(x) = \frac{2x + 1}{x - 3}$.

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Dada la función racional $f(x) = \frac{ax^2 + 3}{2x^2 - x}$, determina el valor del parámetro $a$ para que la función tenga una asíntota horizontal en la recta $y = 4$.…

Dada la función racional $f(x) = \frac{ax^2 + 3}{2x^2 - x}$, determina el valor del parámetro $a$ para que la función tenga una asíntota horizontal en la recta $y = 4$. Con ese valor de $a$ ya calculado, halla también las ecuaciones de las asíntotas verticales de la función.

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Funciones a trozos y periódicas

Gráfica de una función a trozos con un salto en el punto de empalme, donde es discontinua salto: discontinua en el empalme

Funciones periódicas. Una función es periódica si su gráfica se repite cada cierto intervalo; ese intervalo es el periodo. La altura de una cabina de una noria, por ejemplo, se repite en cada vuelta. El máximo y el mínimo se leen directo en la gráfica, y el periodo es la distancia horizontal entre dos puntos iguales consecutivos.

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Dada la siguiente gráfica de una función definida a trozos, halla los valores de $f(-2)$, $f(1)$ y $f(4)$. A continuación, indica en qué puntos la función es discontinua…

Dada la siguiente gráfica de una función definida a trozos, halla los valores de $f(-2)$, $f(1)$ y $f(4)$. A continuación, indica en qué puntos la función es discontinua y de qué tipo es cada discontinuidad.

X Y −1 2 1 2 4
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La gráfica adjunta representa la altura en metros a la que se encuentra una cabina de una noria en función del tiempo en minutos. Observa la gráfica y responde: a) ¿Es…

La gráfica adjunta representa la altura en metros a la que se encuentra una cabina de una noria en función del tiempo en minutos. Observa la gráfica y responde:

  1. a) ¿Es una función periódica? En caso afirmativo, indica su periodo.
  2. b) ¿Cuál es la altura máxima y mínima que alcanza la cabina?
  3. c) ¿A qué altura se encuentra la cabina a los $10$ minutos exactos de empezar a girar?
t (min) h (m) 10 20 2 4 6 8
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Halla los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que la siguiente función definida a trozos sea continua en todo su dominio:…

Halla los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que la siguiente función definida a trozos sea continua en todo su dominio:

$f(x) = \begin{cases} 2x + a & \text{si } x < 1 \\ x^2 - 3x + 5 & \text{si } 1 \le x < 4 \\ bx - 1 & \text{si } x \ge 4 \end{cases}$

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Un estacionamiento público tiene la siguiente tarifa: cobra $40$ pesos por la primera hora (o fracción de hora), y $30$ pesos por cada hora adicional (o fracción). El…

Un estacionamiento público tiene la siguiente tarifa: cobra $40$ pesos por la primera hora (o fracción de hora), y $30$ pesos por cada hora adicional (o fracción). El costo máximo por día es de $240$ pesos. Escribe la expresión analítica de la función definida por partes que relaciona el precio a pagar con el tiempo de estacionamiento $t$ (en horas) para las primeras $5$ horas, indicando claramente los intervalos de definición para cada tramo.

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Vuelve al principio: el costo del taxi es $C(x) = 60 + 24x$, con dominio $[0, +\infty)$. Un viaje de $15$ km cuesta $60 + 360 = \$420$, y si pagaste $\$420$ resuelves $60 + 24x = 420$ y obtienes $x = 15$ km.

Resumen

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