Estudiar una función
Valentina grafica en la computadora la asistencia a un cine de Miraflores durante las semanas posteriores a un estreno. ¿Cómo sabe dónde empieza, cuándo sube, cuándo baja y a qué valor se estabiliza, sin calcular cien puntos? Haciendo siempre las mismas preguntas y en el mismo orden. A eso se le llama «estudiar una función», y al final de la página lo harás tú.
El guion para estudiar una función
Dominio y rango
El dominio son los valores de $x$ donde hay gráfica; el rango son los valores de $y$ que alcanza. En una gráfica, el dominio se lee proyectando sobre el eje $X$ y el rango proyectando sobre el eje $Y$. Un punto con círculo cerrado se incluye (corchete); uno con círculo abierto no (paréntesis).
Para una fórmula, busca lo que prohíbe el cálculo:
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Un denominador no puede ser $0$.
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Una raíz cuadrada pide radicando $\ge 0$.
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Un polinomio no prohíbe nada: su dominio es $\mathbb{R}$.
Calcula el dominio de definición de la función irracional $f(x) = \sqrt{2x - 8}$.
Calcula el dominio de definición de la función irracional $f(x) = \sqrt{2x - 8}$.
A partir de una función cuya gráfica está formada por dos tramos continuos: El primer tramo va desde el punto $(-3, 2)$ (incluido) hasta el punto $(1, 4)$ (no incluido),…
A partir de una función cuya gráfica está formada por dos tramos continuos:
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El primer tramo va desde el punto $(-3, 2)$ (incluido) hasta el punto $(1, 4)$ (no incluido), y tiene un máximo relativo en $(-1, 5)$.
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El segundo tramo va desde el punto $(1, -1)$ (incluido) hasta el punto $(8, 3)$ (incluido), y tiene un mínimo relativo en $(4, -2)$.
Determina su dominio y su recorrido.
Halla el dominio de definición de la función racional $f(x) = \frac{x - 1}{x^2 - 4x - 5}$.
Halla el dominio de definición de la función racional $f(x) = \frac{x - 1}{x^2 - 4x - 5}$.
Interceptos con los ejes y simetría
Halla los puntos de corte con los ejes de coordenadas de la función $f(x) = \frac{3x - 6}{x + 2}$.
Halla los puntos de corte con los ejes de coordenadas de la función $f(x) = \frac{3x - 6}{x + 2}$.
Determina analíticamente si la función $f(x) = x^4 - 5x^2 + 3$ es simétrica par, simétrica impar o no tiene simetría.
Determina analíticamente si la función $f(x) = x^4 - 5x^2 + 3$ es simétrica par, simétrica impar o no tiene simetría.
Estudia la simetría de la función $f(x) = \frac{x}{x^2 + 1}$ y calcula sus puntos de corte con los ejes de coordenadas.
Estudia la simetría de la función $f(x) = \frac{x}{x^2 + 1}$ y calcula sus puntos de corte con los ejes de coordenadas.
Monotonía, extremos y razón de cambio promedio
Una función es creciente en un intervalo si, al avanzar hacia la derecha, la gráfica sube; decreciente si baja; constante si se mantiene a la misma altura. Un máximo relativo es un punto donde pasa de crecer a decrecer; un mínimo relativo, donde pasa de decrecer a crecer.
Continuidad en un punto
Una función es continua en $x=a$ si su gráfica no se rompe ahí: lo que vale $f(a)$ coincide con el valor al que se acercan las dos fórmulas al acercarse a $a$ por la izquierda y por la derecha. En una función a trozos, hay que comparar las dos fórmulas en el punto de unión.
Calcula la tasa de variación media (TVM) de la función $f(x) = 2x^2 - 3x$ en el intervalo $[-1, 2]$.
Calcula la tasa de variación media (TVM) de la función $f(x) = 2x^2 - 3x$ en el intervalo $[-1, 2]$.
A partir de la siguiente gráfica, indica los intervalos de monotonía (crecimiento y decrecimiento) y las coordenadas de sus extremos relativos.
A partir de la siguiente gráfica, indica los intervalos de monotonía (crecimiento y decrecimiento) y las coordenadas de sus extremos relativos.
Estudia la continuidad de la siguiente función definida a trozos en el punto $x = 1$:…
Estudia la continuidad de la siguiente función definida a trozos en el punto $x = 1$:
$f(x) = \begin{cases} 2x + 1 & \text{si } x \leq 1 \\ 4 - x & \text{si } x > 1 \end{cases}$
La gráfica que muestra la evolución del número de espectadores semanales (en miles) de una película de estreno a lo largo del tiempo (en semanas) parte del punto…
La gráfica que muestra la evolución del número de espectadores semanales (en miles) de una película de estreno a lo largo del tiempo (en semanas) parte del punto $(0, 10)$, crece hasta $(5, 80)$, se mantiene constante entre la semana $5$ y la $7$, decrece hasta $(10, 30)$ y se mantiene constante entre la semana $10$ y la $12$, donde finaliza en $(12, 30)$. Estudia el dominio y el recorrido en el contexto del problema, e indica en qué intervalos la audiencia crece, decrece o se mantiene constante.
La posición de un objeto en movimiento rectilíneo viene dada por la función $e(t) = 5t^2 + 2t$, donde $e$ es el espacio en metros y $t$ el tiempo en segundos. Calcula la…
La posición de un objeto en movimiento rectilíneo viene dada por la función $e(t) = 5t^2 + 2t$, donde $e$ es el espacio en metros y $t$ el tiempo en segundos. Calcula la velocidad media (tasa de variación media) en los intervalos $[1, 3]$ y $[3, 5]$, e indica en qué intervalo el objeto se movió más rápido.
Valor absoluto y funciones a trozos
El valor absoluto convierte en positivo lo que hay dentro: $|u|=u$ si $u\ge 0$ y $|u|=-u$ si $u<0$. Para estudiar $|{\text{expresión}}|$, primero se averigua dónde la expresión es positiva o negativa y se escribe una fórmula para cada caso.
Concavidad
Una gráfica es cóncava hacia arriba (también llamada convexa) si se curva como una «U», y cóncava hacia abajo si se curva como una «∩». En una parábola $y=ax^2+bx+c$ eso lo decide el signo de $a$: $a>0$ hacia arriba, $a<0$ hacia abajo.
Expresa la función con valor absoluto $f(x) = |2x - 4|$ como una función definida a trozos y determina sus intervalos de crecimiento y decrecimiento.
Expresa la función con valor absoluto $f(x) = |2x - 4|$ como una función definida a trozos y determina sus intervalos de crecimiento y decrecimiento.
A partir de la función cuadrática $f(x) = x^2 - 4x$, obtén la expresión analítica como función a trozos de $g(x) = |x^2 - 4x|$. Representa mentalmente la situación y…
A partir de la función cuadrática $f(x) = x^2 - 4x$, obtén la expresión analítica como función a trozos de $g(x) = |x^2 - 4x|$. Representa mentalmente la situación y determina los intervalos de concavidad y convexidad de $g(x)$.
Dada la siguiente función definida a trozos, estudia su dominio, su continuidad, sus puntos de corte con los ejes y sus intervalos de monotonía:…
Dada la siguiente función definida a trozos, estudia su dominio, su continuidad, sus puntos de corte con los ejes y sus intervalos de monotonía:
$f(x) = \begin{cases} x^2 - 4 & \text{si } x < 0 \\ 2x - 4 & \text{si } 0 \leq x < 4 \\ 4 & \text{si } x \geq 4 \end{cases}$
Modelos con parábolas: el vértice como extremo
Una función cuadrática $f(x)=ax^2+bx+c$ tiene un solo extremo, su vértice, en
$$x_v=-\frac{b}{2a}$$Si $a<0$ es un máximo; si $a>0$, un mínimo. ¿Por qué? La parábola es simétrica respecto a la vertical que pasa por su punto más alto o más bajo, que queda justo a la mitad entre sus dos cortes con el eje $X$.
Expresar un área como función
Para optimizar, primero hay que escribir lo que se quiere como función de una sola variable. Se usan relaciones geométricas, como la semejanza de triángulos.
La variación del nivel de un embalse $v$ (en metros respecto a su nivel medio) en función del mes $x$ del año viene dada por la función $v(x) = -0.5x^2 + 10x - 18$.…
La variación del nivel de un embalse $v$ (en metros respecto a su nivel medio) en función del mes $x$ del año viene dada por la función $v(x) = -0.5x^2 + 10x - 18$. Determina en qué mes el nivel del embalse está más alto, a cuánto asciende esa diferencia máxima respecto al nivel medio y en qué meses el embalse está exactamente al nivel medio ($v = 0$).
Un proyectil es lanzado hacia arriba y sigue una trayectoria descrita por la función $h(t) = -5t^2 + 20t + 25$, donde $h$ es la altura en metros y $t$ el tiempo en…
Un proyectil es lanzado hacia arriba y sigue una trayectoria descrita por la función $h(t) = -5t^2 + 20t + 25$, donde $h$ es la altura en metros y $t$ el tiempo en segundos desde el lanzamiento. Determina el dominio de la función restringido a la duración real del vuelo (hasta que impacta contra el suelo), la altura desde la que fue lanzado, la altura máxima que alcanza y el tiempo total de vuelo.
En un triángulo isósceles de base $12$ cm y altura $10$ cm, se inscribe un rectángulo cuya base $x$ descansa sobre la base del triángulo, como muestra la figura. Expresa…
En un triángulo isósceles de base $12$ cm y altura $10$ cm, se inscribe un rectángulo cuya base $x$ descansa sobre la base del triángulo, como muestra la figura. Expresa el área del rectángulo en función de su base $x$ y determina el dominio de esta función en el contexto geométrico del problema.
Tendencia y asíntotas
Para una fracción de polinomios, compara los grados del numerador y del denominador:
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Grado del numerador menor: la función tiende a $0$; asíntota $y=0$.
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Grados iguales: tiende al cociente de los coeficientes principales.
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Grado del numerador mayor: crece sin acercarse a un valor; no hay asíntota horizontal.
Hallar parámetros a partir de las asíntotas
En $f(x)=\dfrac{ax+b}{x+c}$, la asíntota vertical es $x=-c$ y la horizontal es $y=a$. Con un punto más se obtiene $b$.
Identifica las ecuaciones de la asíntota vertical y la asíntota horizontal de la función $f(x) = \frac{5}{x - 3} + 2$.
Identifica las ecuaciones de la asíntota vertical y la asíntota horizontal de la función $f(x) = \frac{5}{x - 3} + 2$.
Determina las ecuaciones de las asíntotas verticales y horizontales de la función $f(x) = \frac{3x + 1}{x - 2}$.
Determina las ecuaciones de las asíntotas verticales y horizontales de la función $f(x) = \frac{3x + 1}{x - 2}$.
La función racional $f(x) = \frac{ax + b}{x + c}$ pasa por el punto $(0, 1)$, tiene una asíntota vertical en la recta $x = 2$ y una asíntota horizontal en la recta…
La función racional $f(x) = \frac{ax + b}{x + c}$ pasa por el punto $(0, 1)$, tiene una asíntota vertical en la recta $x = 2$ y una asíntota horizontal en la recta $y = 3$. Plantea un sistema de ecuaciones y halla los valores de los parámetros $a$, $b$ y $c$.
La concentración de un determinado fármaco en la sangre de un paciente, en mg/L, tras $t$ horas desde su administración viene dada por el modelo…
La concentración de un determinado fármaco en la sangre de un paciente, en mg/L, tras $t$ horas desde su administración viene dada por el modelo $C(t) = \frac{10t}{t^2 + 1}$. Calcula la tasa de variación media en la primera hora (intervalo $[0, 1]$) e interpreta el resultado. Además, razona matemáticamente cuál es la tendencia de la concentración del fármaco a largo plazo (cuando $t \to \infty$).
La ficha completa de una función
Para esbozar una gráfica a partir de condiciones, dibuja primero las asíntotas como líneas punteadas, luego los puntos dados (cortes y extremos), aplica la simetría y por último une con trazos que respeten crecimiento y decrecimiento.
Vuelve al principio: Valentina, con el guion dominio → interceptos → simetría → monotonía → asíntotas, describe la asistencia al cine con unos pocos datos y no necesita tabular cien puntos.
Describe el comportamiento de la función $f(x) = \frac{2x^2}{x^2 + 1}$ analizando su dominio, sus puntos de corte con los ejes, su simetría y sus asíntotas horizontales…
Describe el comportamiento de la función $f(x) = \frac{2x^2}{x^2 + 1}$ analizando su dominio, sus puntos de corte con los ejes, su simetría y sus asíntotas horizontales y verticales.
Demuestra analíticamente si la función $f(x) = \frac{x^3}{x^2 - 4}$ es simétrica par, impar o ninguna de las dos. A continuación, calcula sus puntos de corte con los…
Demuestra analíticamente si la función $f(x) = \frac{x^3}{x^2 - 4}$ es simétrica par, impar o ninguna de las dos. A continuación, calcula sus puntos de corte con los ejes y determina las ecuaciones de sus asíntotas verticales y horizontales.
Esboza en tu cuaderno la gráfica de una función $f(x)$ que cumpla simultáneamente todas las siguientes condiciones: Su dominio es $\mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}$. Es…
Esboza en tu cuaderno la gráfica de una función $f(x)$ que cumpla simultáneamente todas las siguientes condiciones:
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Su dominio es $\mathbb{R} \setminus \{-2, 2\}$.
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Es una función con simetría impar.
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Tiene asíntotas verticales en $x = -2$ y $x = 2$, y una asíntota horizontal en $y = 0$.
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Presenta un máximo relativo en el punto $(-4, 1)$ y un mínimo relativo en $(4, -1)$.
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Pasa por el origen de coordenadas.
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.