Calculo Diferencial Segundo Parcial
Calculo Diferencial Segundo Parcial
Calculo Diferencial Segundo Parcial
Segundo Parcial
01/02/2012 Ingeniera en Agronoma segundo semestre L.I. Jos Gabriel Mendoza Mancilla
Calculo Diferencial
Tasa de variacin
El incremento de una funcin se llama tasa de variacin, y mide el cambio de la funcin al pasar de un punto a otro. t.v.= f(x+h) - f(x)
Funcin creciente
f es creciente en a si slo si existe un entorno de a, tal que para toda x que pertenezca la entorno de a se cumple:
Funcin decreciente
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f es decreciente en a si slo si existe un entorno de a, tal que para toda x que pertenezca la entorno de a se cumple:
Funcin acotada
Una funcin esta acotada si lo est a superior e inferiormente. k f(x) k
Mximo absoluto
Una funcin tiene su mximo absoluto en el x = a si la ordenada es mayor o igual que en cualquier otro punto del dominio de la funcin.
Mnimo absoluto
Una funcin tiene su mnimo absoluto en el x = b si la ordenada es menor o igual que en cualquier otro punto del dominio de la funcin.
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Una funcin f tiene un mnimo relativo en el punto b si f(b) es menor o igual que los puntos prximos al punto b.
Las funciones simtricas respecto del eje de ordenadas reciben el nombre de funciones pares.
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Ejercicios:
Estudia la simetra de las siguientes funciones: 1.- f(x) = x 6 + x 4 - x 2 Solucin f(x)= (x)6 + (x)4 (x) 2 = x 6 + x 4 x 2 = f(x) Simtrica respecto al eje de ordenadas 2.- f(x) = x5 + x3 x Solucin f(x)= (x)5 + (x) 3 (x) = x5 x 3 + x = f(x) Simtrica respecto al origen
3.- f(x)= x |x| f(x) = x |x|= x |x|= f(x) Simtrica respecto al origen
4.- f(x) = |x| 1 f(x) = |x| 1= |x| 1 = f(x) Simtrica respecto al eje de ordenadas
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2 Tomamos un incremento, h=0.001, en el punto x= 3. La funcin ser creciente o decreciente en el punto x = 3 si lo es en el intervalo [3, 3.001]. Para comprobarlo, calculamos la tasa de variacin en el intervalo dado:
Dereciente
2 Estudia el crecimiento o decrecimiento de las siguientes funciones en los puntos que se indican:
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1f(x) = |x| en x = -2 2
Tipos de funciones.
Funciones constantes
y=n La pendiente es 0. La grfica es una recta horizontal paralela a al eje de abscisas.
Rectas verticales
Las rectas paralelas al eje de ordenadas no son funciones, ya que un valor de x tiene infinitas imgenes y para que sea funcin slo puede tener una. Son del tipo: x=K
Funcin lineal
y = mx m es la pendiente, que es la inclinacin de la recta con respecto al eje de abscisas.
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f(x) = x
Funcin afn
y = mx + n m es la pendiente. Dos rectas paralelas tienen la misma pendiente. n es la ordenada en el origen y nos indica el punto de corte de la recta con el eje de ordenadas.
Funcin cuadrtica
Son funciones polinmicas es de segundo grado, siendo su grfica una parbola. f(x) = ax + bx +c
Por este punto pasa el eje de simetra de la parbola. La ecuacin del eje de simetra es:
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Dos puntos de corte: (x1, 0) y (x2, 0) si b - 4ac > 0 Un punto de corte: (x1, 0) si b - 4ac = 0 Ningn punto de corte si b - 4ac < 0
Funciones racionales
El criterio viene dado por un cociente entre polinomios:
El dominio lo forman todos los nmeros reales excepto los valores de x que anulan el denominador.
Funciones radicales
El criterio viene dado por la variable x bajo el signo radical.
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3. Definimos la funcin a trozos, teniendo en cuenta que en los intervalos donde la x es negativa se cambia el signo de la funcin. 4 Representamos la funcin resultante.
Funcin exponencial
Sea a un nmero real positivo. La funcin que a cada nmero real x le hace corresponder la potencia ax se llama funcin exponencial de base a y exponente x.
Funciones logartmicas
La funcin logartmica en base a es la funcin inversa de la exponencial en base a.
Funciones trigonomtricas
Funcin seno
f(x) = sen x
Funcin coseno
f(x) = cosen x
Funcin tangente
f(x) = tg x
Funcin cotangente
f(x) = cotg x
Funcin secante
f(x) = sec x
Funcin cosecante
f(x) = cosec x
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4En
las 10 primeras semanas de cultivo de una planta, que meda 2 cm, se ha observado que su crecimiento es directamente proporcional al tiempo, viendo que en la primera semana ha pasado a medir 2.5 cm. Establecer una funcin a fin que d la altura de la planta en funcin del tiempo y representar grficamente.
5Por el alquiler de un coche cobran 100 diarios ms 0.30 por kilmetro. Encuentra
la ecuacin de la recta que relaciona el coste diario con el nmero de kilmetros y represntala. Si en un da se ha hecho un total de 300 km, qu importe debemos abonar?
7Indica,
sin dibujarlas, en cuantos puntos cortan al eje de abscisas las siguientes parbolas: 1. y = x 5x + 3 2. y = 2x 5x + 4 3. y = x 2x + 4 4. y = x x + 3
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10Se sabe que la funcin cuadrtica de ecuacin y = ax + bx + c pasa por los puntos
(1,1), (0, 0) y (1,1). Calcula a, b y c.
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2 3 f(x) = ln x
1 2
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3 4
5 6 7
2Representa grficamente:
y = x + x + 1
3Una parbola tiene su vrtice en el punto V(1, 1) y pasa por el punto (0, 2). Halla su
ecuacin.
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Se dice que la funcin f(x) tiene como lmite el nmero L , cuando x tiende a x 0, si fijado un nmero real positivo , mayor que cero, existe un numero positivo dependiente de , tal que, para todos los valores de x distintos de x 0 que cumplen la condicin |x - x0| < , se cumple que |f(x) - L| < .
Tambin podemos definir el concepto de lmite a travs de entornos: si y slo si, para cualquier entorno de L que tomemos, por pequeo que sea su radio , existe un entorno de x0 , E(x0) , cuyos elementos (sin contar x0), tienen sus imgenes dentro del entorno de L , E(L).
Diremos que el lmite de una funcin f(x) cuando x tiende hacia a por la izquierda es L, si y slo si para todo > 0 existe > 0 tal que si x (a+, a ) , entonces |f (x) - L| < .
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Diremos que el lmite de una funcin f(x) cuando x tiende hacia a por la derecha es L , si y slo si para todo > 0 existe > 0 tal que si x (a, a + ), , entonces |f (x) - L| < .
En este caso vemos que el lmite tanto por la izquierda como por la derecha cuando x tiende a 2 es 4. El lmite de la funcin es 4 aunque la funcin no tenga imagen en x = 2. Para calcular el lmite de una funcin en un punto, no nos interesa lo que sucede en dicho punto sino a su alrededor.
Ejemplo
Dada la funcin:
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Hallar
Lmite infinito
Una funcin f(x) tiene por lmite + cuando x a, si fijado un nmero real positivo K>0 se verifica que f(x)>k para todos los valores prximos a a.
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Lmite de un producto
Lmite de un cociente
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Lmite de un logaritmo
Infinito ms infinito
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No distinguimos entre + y - para no alargar excesivamente la lista. Nos basta con saber: La regla de los signos y que a-n = 1/a n
Es decir: para calcular el lmite se sustituye en la funcin el valor al que tienden las x .
No podemos calcular porque el dominio de definicin est en el intervalo [0, ), por tanto no puede tomar valores que se acerquen a -2.
Sin embargo si podemos calcular , aunque 3 no pertenezca al dominio, D= {2, 3}, si podemos tomar valores del dominio tan prximos a 3 como queramos.
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Por la derecha:
Como en ambos casos coinciden, existe el lmite y vale 1. En x = 1, los lmites laterales son: Por la izquierda: Por la derecha:
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Si a > 0
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Si 0 < a < 1
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Si a > 0
Si 0 < a < 1
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Lmites de logaritmos
Indeterminaciones
Una indeterminacin no significa que el lmite no exista o no se pueda determinar, sino que la aplicacin de las propiedades de los lmites tal como las hemos enunciadas no son vlidas. En estos casos hay que efectuar operaciones particulares para resolver cada una de las indeterminaciones.
Tipos de indeterminacin
1. Infinito partido por infinito
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Comparacin de infinitos
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Dadas dos funciones exponenciales de base mayor que 1, la de mayor base es un infinito de orden superior. Cualquier funcin exponencial de base mayor que 1 es un infinito de orden superior a cualquier potencia de x. Las potencias de x son infinitos de orden superior a las funciones logartmicas. Dos polinomios del mismo grado o dos exponenciales de la misma base son infinitos del mismo orden.
Tomamos los lmites laterales para determinar el signo de . Si le damos a la x un valor que se acerque a 1 por la izquierda como 1,1; tanto el numerador como denominador son negativos, por lo que el lmite por la izquierda ser: +.
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Si le damos a la x un valor que se acerque a 1 por la derecha como 0,9. El numerador ser positivo y el denominador negativo, por lo que el lmite por la derecha ser: .
1.
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Podemos resolver esta indeterminacin por dos mtodos: 1. Por comparacin de infinitos.
Al tener el mismo grado el lmite es el cociente entre los coeficientes de mayor grado.
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2. Si se trata de funciones potenciales dividimos todos los sumandos por la x elevada al mayor exponente.
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1. Funcin racional sin radicales: Se descomponen en factores los polinomios y se simplifica la fraccin.
No tiene lmite en x = 1
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En primer lugar multiplicamos numerador y denominador por el conjugado de la expresin irracional. Realizamos las operaciones y simplificamos la fraccin.
Se transforma a
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1er Mtodo:
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2 Mtodo:
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5 6
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7 8 9
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12 13 14 15
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17 18Calcular:
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El trabajo aqu plasmado es un resumen de los temas del segundo parcial. Sin pasar por alto dejo una reflexin .
Un anciano se encontraba en un oasis afanado en hacer un pozo en la arena cerca de unas palmeras de dtiles, arrodillado y con gran esfuerzo, y agobiado por el intenso calor del desierto. Un rico mercader se detuvo en ese oasis a descansar y dar de beber a sus camellos, y pudo observar cmo ese hombre, viejo y sudoroso cavaba con entusiasmo. No pudo evitar la curiosidad y le pregunt qu estaba haciendo. El anciano le contest que estaba sembrando dtiles. Al viajero le pareci un disparate y pens que el calor haba trastornado al viejo; por esa razn lo invit a tomar algo en la posada. Pero el hombre no acept su invitacin porque deba terminar su siembra. Cuando le pregunt qu edad tena ni siquiera pudo recordarla, tal vez ms de ochenta le dijo. Entonces el acaudalado comerciante no pudo evitar sealarle que difcilmente llegara a cosechar algo de su siembra, ya que una palmera de dtiles demora unos cincuenta aos en dar sus frutos; y le insisti para que lo acompaara a tomar una copa. El viejo lo mir y le dijo que todos los dtiles que haba comido hasta ese momento tambin eran de palmeras que haban plantado otros, que tampoco haban soado con llegar a probarlos; y que l no sembraba para l sino para que otros pudieran comer en el futuro los dtiles de la palmera que l estaba plantando, y aunque slo fuera en agradecimiento de aquellos desconocidos que trabajaron para l, esta sola razn mereca que terminara su tarea. Conmovido por la respuesta, el adinerado hombre de negocios sac una bolsa de monedas de oro y recompens al hombre por su enseanza.
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El viejo le agradeci sealndole al mismo tiempo que era verdad que no llegara a cosechar lo que sembraba, pero en cambio haba obtenido una bolsa de monedas y la gratitud de un amigo. El rico mercader qued asombrado por tanta sabidura y le regal otra bolsa igual repleta de monedas de oro para demostrarle nuevamente su profundo agradecimiento. El anciano le mostr al viajero que as como l se comportaba era la vida. l haba sembrado para no cosechar, sin pensar en si mismo; y antes de terminar ya haba recibido frutos no slo una vez sino dos veces, sin contar con los dtiles que se obtendran en el futuro cuando las palmeras que l sembrara crecieran para las prximas generaciones. El hombre, qued admirado por lo que haba aprendido y le rog al anciano que no le brindara ms enseanzas porque toda su cuantiosa fortuna no sera suficiente para recompensarlo. Este cuento suf nos ensea que el dinero sirve para comprar cosas tiles pero que la sabidura es valiosa y todo el dinero del mundo no alcanza para pagarla. Que el que solo piensa para si mismo reduce su horizonte, cierra su camino y obstruye el flujo de la abundancia. Que el hombre tiene capacidad para dar vida y para crear lo inimaginable ms all de l mismo; y su caudal de sabidura slo se agota cuando piensa en trminos de su propio ego, que es limitado y finito.
P.D. Los ejercicios son para entregar el dia 23 de marzo del 2012 como hora lmite las 9 a.m.
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