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Universidad · Cálculo I
Cálculo diferencial · Aplicaciones de la derivada

Monotonía, extremos, convexidad y gráficas

Un sensor registra la temperatura de un procesador a lo largo de una prueba de carga. Quieres saber en qué momento alcanza su máximo, cuándo empieza a subir más despacio aunque siga subiendo y cómo sería la curva completa sin tener ningún dato más. Con la derivada primera y la segunda puedes responder a las tres preguntas sin dibujar punto a punto.

Monotonía: el signo de la derivada

Gráfica de una cúbica con dos tramos crecientes y uno decreciente, con tangentes de pendiente positiva, nula y negativa. f' > 0 f' < 0 f' > 0
Practica★☆☆Sin empezar
Estudia los intervalos de crecimiento y decrecimiento de $f(x)=x^3-3x$ y clasifica sus extremos locales.

Estudia los intervalos de crecimiento y decrecimiento de $f(x)=x^3-3x$ y clasifica sus extremos locales.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Estudia el signo de $f'(x)$ para $f(x)=xe^{-x}$ y determina su máximo absoluto en $[0,\infty)$.

Estudia el signo de $f'(x)$ para $f(x)=xe^{-x}$ y determina su máximo absoluto en $[0,\infty)$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Estudia monotonía, extremos e inflexiones de $f(x)=x/(1+x^2)$.

Estudia monotonía, extremos e inflexiones de $f(x)=x/(1+x^2)$.

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Extremos locales y criterios

Tres curvas en x igual a cero: x al cuadrado con mínimo, menos x al cuadrado con máximo y x al cubo sin extremo. mínimo máximo ninguno
Practica★☆☆Sin empezar
¿Es $x=0$ un extremo de $f(x)=x^4$? ¿Y de $g(x)=x^3$? Justifica por signos de derivadas.

¿Es $x=0$ un extremo de $f(x)=x^4$? ¿Y de $g(x)=x^3$? Justifica por signos de derivadas.

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Practica★★☆Sin empezar
Para $f(x)=x^4-2ax^2$, con $a\in\mathbb R$, clasifica sus extremos según $a$.

Para $f(x)=x^4-2ax^2$, con $a\in\mathbb R$, clasifica sus extremos según $a$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Para $a>0$, clasifica los extremos de $f_a(x)=x-a\arctan x$ en función de $a$, y estudia el caso frontera.

Para $a>0$, clasifica los extremos de $f_a(x)=x-a\arctan x$ en función de $a$, y estudia el caso frontera.

Resolver

Extremos absolutos en un intervalo

Gráfica de una función en un intervalo cerrado con el máximo absoluto en un extremo y el mínimo absoluto en un punto interior. f(a) f(b): máximo mínimo interior
Practica★☆☆Sin empezar
Calcula los extremos absolutos de $f(x)=x^2-2x$ en $[-1,3]$. La figura delimita el tramo de curva considerado; los valores críticos deben justificarse analíticamente.

Calcula los extremos absolutos de $f(x)=x^2-2x$ en $[-1,3]$.

La figura delimita el tramo de curva considerado; los valores críticos deben justificarse analíticamente.

−1 0 1 2 3 −1 1 2 3 x y
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Practica★★☆Sin empezar
Determina extremos absolutos de $f(x)=x^{2/3}(2-x)$ en $[0,3]$, interpretando $x^{2/3}$ como potencia real no negativa.

Determina extremos absolutos de $f(x)=x^{2/3}(2-x)$ en $[0,3]$, interpretando $x^{2/3}$ como potencia real no negativa.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Para $f(x)=|x^2-4x+3|$ en $[0,4]$, encuentra todos los extremos locales interiores y absolutos.

Para $f(x)=|x^2-4x+3|$ en $[0,4]$, encuentra todos los extremos locales interiores y absolutos.

Resolver

Convexidad e inflexión

Practica★☆☆Sin empezar
Determina los intervalos de convexidad y los puntos de inflexión de $f(x)=x^3-6x^2$.

Determina los intervalos de convexidad y los puntos de inflexión de $f(x)=x^3-6x^2$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Halla extremos y puntos de inflexión de $f(x)=\ln x$ en $x>0$.

Halla extremos y puntos de inflexión de $f(x)=\ln x$ en $x>0$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Una función satisface $f'(x)=(x-1)^2(x+2)$ y $f(0)=0$. Obtén $f$, clasifica los puntos estacionarios y localiza sus inflexiones. La figura representa la derivada dada,…

Una función satisface $f'(x)=(x-1)^2(x+2)$ y $f(0)=0$. Obtén $f$, clasifica los puntos estacionarios y localiza sus inflexiones.

La figura representa la derivada dada, no la función que debes obtener.

x y −2 0 1 4 −15 y = f′(x)
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Estudio completo de una gráfica

Gráfica de x más uno partido por x con las dos ramas, la asíntota vertical en el eje y y la asíntota oblicua y igual a x. y = x x = 0
Practica★★☆Sin empezar
Realiza un estudio de dominio, asíntotas, monotonía y extremos de $f(x)=x+1/x$.

Realiza un estudio de dominio, asíntotas, monotonía y extremos de $f(x)=x+1/x$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Estudia monotonía y concavidad de $f(x)=\ln x/x$, y determina su máximo absoluto.

Estudia monotonía y concavidad de $f(x)=\ln x/x$, y determina su máximo absoluto.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Estudia las asíntotas y la monotonía de $f(x)=\sqrt{x^2+1}-x$.

Estudia las asíntotas y la monotonía de $f(x)=\sqrt{x^2+1}-x$.

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Número de soluciones, parámetros y casos delicados

La monotonía convierte una ecuación en un problema de contar cortes: si $f$ es continua y estrictamente monótona en un intervalo, la ecuación $f(x)=k$ tiene a lo sumo una solución allí, y existe si $k$ está entre los valores de $f$ en los extremos (valores intermedios).

Practica★★★Sin empezar
Determina cuántas soluciones reales tiene $x^3-3x=k$ según $k$, incluyendo las soluciones múltiples. La figura ilustra la interpretación de la ecuación como intersección…

Determina cuántas soluciones reales tiene $x^3-3x=k$ según $k$, incluyendo las soluciones múltiples.

La figura ilustra la interpretación de la ecuación como intersección con una recta horizontal.

−2 −1 1 2 2 −2 0 x y y = x³ − 3x k y = k
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Para $a>0$, estudia el número de soluciones positivas de $\ln x=ax$ en función de $a$.

Para $a>0$, estudia el número de soluciones positivas de $\ln x=ax$ en función de $a$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Estudia los extremos e inflexiones de $f(x)=x^2e^{-x}$ en toda la recta, y decide cuáles son absolutos.

Estudia los extremos e inflexiones de $f(x)=x^2e^{-x}$ en toda la recta, y decide cuáles son absolutos.

Resolver

Vuelve al principio: la temperatura máxima es un extremo (donde $f'$ cambia de $+$ a $-$) y el momento en que sube más despacio es un punto donde $f'$ deja de crecer, es decir, donde $f''$ cambia de signo.

Practica★★★Sin empezar
Sea $f(x)=x^4+ax^3+bx^2$. Determina $a,b$ para que $x=1$ sea un punto estacionario de inflexión, y clasifica los demás puntos estacionarios.

Sea $f(x)=x^4+ax^3+bx^2$. Determina $a,b$ para que $x=1$ sea un punto estacionario de inflexión, y clasifica los demás puntos estacionarios.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Define $f(0)=0$ y $f(x)=e^{-1/x^2}$ para $x\ne0$. Estudia monotonía, extremos, concavidad e inflexiones, incluida la regularidad necesaria en cero.

Define $f(0)=0$ y $f(x)=e^{-1/x^2}$ para $x\ne0$. Estudia monotonía, extremos, concavidad e inflexiones, incluida la regularidad necesaria en cero.

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Resumen

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