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Estudio de funciones con + de 30 ejercicios resueltos Banhakeia

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Estudio de Funciones
1º Dominio de Definicion = Df
f(x) =
h(x)
g(x)
AA f existe si y solo si h(x) ! 0
f(x) = h(x)
2n
AA f ...
Algunos casos particulares
si y = h(x)
n
; y = 0 , h(x) = 0
si y = loga h(x)
6 @ ; y = 0 , h(x) = 1
si y = sen h(x)
6 @ ; ...
si lim
x"+3
(f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "+3
si lim
x"-3
(f(x) - a) = b 2 0 & la cu...
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Estudio de funciones con + de 30 ejercicios resueltos Banhakeia

  1. 1. Estudio de Funciones 1º Dominio de Definicion = Df f(x) = h(x) g(x) AA f existe si y solo si h(x) ! 0 f(x) = h(x) 2n AA f existe si y solo si h(x) $ 0 f(x) = loga h(x) 6 @ AA f existe si y solo si h(x) 2 0 f(x) = arcsen h(x) 6 @ AA f existe si y solo si - 1 # h(x) # 1 f(x) = arccos h(x) 6 @ AA f existe si y solo si - 1 # h(x) # 1 f(x) = arctag h(x) 6 @ AA f existe siempre Df = Dh f(x) = h(x) 6 @g(x) AA f existe si y solo si h(x) 2 0 2º Simetria o periocidad 1º f(- x) = f(x) ( f es una funcion par 2º f(- x) =- f(x) ( f es una funcion impar 3º f(x + a) = f(x) ( f es una funcion periodica de periodo a 3º Continuidad a f es continua en a , lim x"a f(x) = f(a) = n d R b f es continua en a , lim x"a+ f(x) = lim x"a- f(x) = f(a) = n d R la b se utiliza en funciones a trozos,tambien para ver si la funcion es continua o no en el punto que esta excluido del dominio de definicion casos de continuidad evitable 1 lim x"a f(x) ! f(a) 2 lim x"a f(x) = n y f(a) no existe Teorema de BOLZANO si f a ^ h es de distinto signo que f b ^ h f x ^ h es continua en a,b 6 @ ( ( 7 c d a,b @ 6tal que f c ^ h = 0 4º Derivabilidad para que una funcion sea derivable en x = a antes tiene que ser continua en x = a l f a ^ h = lim x"a x - a f x ^ h - f a ^ h ó l f a- ^ h = lim h"0- h f a + h ^ h - f a ^ h l f a+ ^ h = lim h"0+ h f a + h ^ h - f a ^ h Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] si l f a+ ^ h = l f a- ^ h & f es derivable en a f derivable en a & f continua en a f continua en a ( f derivable en a en lo ultimo de este resumen de funciones se encuentra la tabla de derivadas que habra que memorizar muy bien porque seran muy valiosos para los integrales 5º Corte con los ejes ** corte con el eje y x = 0 , y = f(0) ** corte con el eje x y = 0 , f(x) = 0 se resuelve sacando los valores de x
  2. 2. Algunos casos particulares si y = h(x) n ; y = 0 , h(x) = 0 si y = loga h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) = 1 si y = sen h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) = kr k d Z si y = cos h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) =! 2 r + 2kr k d Z si y = tag h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) = h(x) = kr k d Z h(x) !! 2 r + 2kr k d Z * si y = arcsen h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) = 0 si y = arccos h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) = 1 si y = arctan h(x) 6 @ ; y = 0 , h(x) = 0 6º Asintotas *** Asintotas verticales se fija en los puntos que estan excluidos de D f por ejemplo D f = R - a " , pues si lim x"a f(x) = 3 ( x = a es la asintota vertical se calcula : lim x"a+ f(x) =+3 ; lim x"a- f(x) =+3 asi ver el sentido de la curva respecto a la asintota vertical (ver imagen de abajo para entenderlo). - - lim x"a- f(x) =+3 lim x"a+ f (x) =+3 $ asintota vertical a eje x lim x"a+ f(x) =-3 ; lim x"a- f(x) =-3 asi ver el sentido de la curva respecto a la asintota vertical (ver imagen de abajo para entenderlo). a eje x $ asintota vertical lim x"a- f(x) =-3 lim x"a+ f (x) =-3 . . ** Asintota horizontal se calcula (lim x"3 f(x) = a ; a d R) ( y = a es la asintota horizontal ** Posicion de la curva respecto a la asintota Horizontal si lim x"+3 (f(x) - a) = b 1 0 & la curva va por debajo de la asintota cuando x "+3 si lim x"-3 (f(x) - a) = b 1 0 & la curva va por debajo de la asintota cuando x "-3 (ver imagen de abajo para entenderlo) Y lim x"-3 (f(x) - a) = b 1 0 lim x"+3 (f(x) - a) = b 1 0 a $ asintota Horizontal X eje y eje y
  3. 3. si lim x"+3 (f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "+3 si lim x"-3 (f(x) - a) = b 2 0 & la curva va por encima de la asintota cuando x "-3 (ver imagen de abajo para entenderlo) Y lim x"-3 (f(x) - a) = b 2 0 lim x"+3 (f(x) - a) = b 2 0 a $ asintota Horizontal X Los puntos de corte entre f x ^ hy la asintota horizontal es: calcular f x ^ h = a & x = c & c,f c ^ h ^ hes el punto de corte. ** Asintota Oblicua si a = 3 , es decir lim x"3 f(x) = 3 & no hay asintota horizontal asin que habra que estudiar la asintota oblicua que es de la forma y = mx + n tal que m = lim x"3 x f(x) ; m ! 0 ; m ! 3 n = lim x"3 (f(x) - mx) ; n ! 3 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] si n = lim x"3 f x ^ h - mx 6 @ = 3 & la curva tiene una rama parabolica de direccion la recta y = mx m = lim x"3 x f(x) = 0 & la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje ox m = lim x"3 x f(x) = 3 & la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] *** Aveces es mejor hallar los puntos de corte entre la curva y la asintota oblicua que se hace de la seguiente manera: y = mx + n y = f x ^ h ' ( f x ^ h = mx + n & x = c & c,f c ^ h ^ h es el punto de corte *** Siempre hay que calcular la posicion de la curva respecto a la asintota oblicua f x ^ h - mx + n ^ h 2 0 & la curva esta por encima de la asintota oblicua o bien lim x"+3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 2 0 ; lim x"-3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 2 0 lim x"+3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 2 0 X $ asintota oblicua y = mx + n lim x"-3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 2 0 f x ^ h - mx + n ^ h 1 0 & la curva esta por debajo de la asintota oblicua o bien lim x"+3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 1 0 ; lim x"-3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 1 0 lim x"+3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 1 0 X asintota oblicua y = mx + n " lim x"-3 f x ^ h - mx + n ^ h 6 @ = b 1 0 Observacion: ** si hay asintota horizontal & no hay oblicua ** si no hay asintota horizontal & puede que haya oblicua Y
  4. 4. 7º Monotonia,Puntos criticos Maximo,Minimo,Creciente y Decreciente Supongamos que D f = R - b " , 1 hallaremos l f x ^ h 2 calcular l f x ^ h = 0 ( x = a 3 hacer la tabla donde aparecen todos los valores excluidos de D f y los que anulan l f x ^ h _ i x - 3 a b + 3 se coge un nº de los intervalos l f x ^ h 5 0 6 5 y se remplaza en l f x ^ hpara ver si es f x ^ h 3 f a ^ h 4 3 +& f es creciente 3 a,f a ^ h ^ h maximo -& f es decreciente 4 x - 3 a b + 3 l f x ^ h 6 0 5 5 f x ^ h 4 f a ^ h 3 3 a,f a ^ h ^ h minimo ** si lo que queremos es hallar sólo los maximos y minimos 1 calcular l f x ^ h 2 l f x ^ h = 0 ( x = a 3 hallar m f x ^ h,luego si ** m f a ^ h 1 0 ( a,f a ^ h ^ hes un maximo ** m f a ^ h 2 0 ( a,f a ^ h ^ hes un minimo ** m f a ^ h = 0 y n f a ^ h ! 0 ( a,f a ^ h ^ hes un punto de inflexion ** Ahora si n f a ^ h = 0 ......asi sucesivo f 4 a ^ h 2 0 ( a,f a ^ h ^ hminimo f 4 a ^ h 1 0 ( a,f a ^ h ^ hmaximo * 8º Concavidad,Punto inflexion 1 calcular m f x ^ h 2 hallar los valores que anulen m f x ^ h = 0 ( x = a 3 ponemos la tabla de signos de m f x ^ h donde aparecen los valores que anulen m f x ^ h y los valores que s D f * en los intervalos donde m f x ^ h 2 0 & f x ^ hdirige su concavidad hacia la parte + del eje oy * en los intervalos donde m f x ^ h 1 0 & f x ^ hdirige su concavidad hacia la parte - del eje oy a,f a ^ h ^ h es el punto de inflexion donde hay cambio de concavidad ^ h x - 3 b a + 3 m f x ^ h 5 5 0 6 f x ^ h , , f a ^ h + a,f a ^ h ^ h es el punto de inflexion porque hay cambio de concavidad ** Ecuacion de la recta tangente en x = a y - f a ^ h = l f a ^ h x - a ^ h A pendiente de la recta es mt = l f a ^ h ** Ecuacion de la recta Normal en x = a y - f a ^ h = l f a ^ h -1 x - a ^ h A pendiente de la recta es mn = l f a ^ h -1 ** Observación: mt .mn =- 1
  5. 5. ** ** Observación ** nos dan un punto a,b ^ h por el que pasa la funcion f x ^ h ( f a ^ h = b ** extremo en x = a ( l f a ^ h = 0 ** extremo en a,b ^ h ( l f a ^ h = 0 y f a ^ h = b ** punto de inflexion en x = a ( m f a ^ h = 0 ** punto de inflexion en a,b ^ h ( m f a ^ h = 0 y f a ^ h = b ----------------------------------- Aprended la tabla de derivadas como si fuera 1 + 1 = 2 Tabla de Derivadas 1 y = k cte ^ h ( l y = 0 2 y = f x ^ h 6 @n ( l y = n. f x ^ h 6 @n-1 . l f x ^ h 3 y = k.f x ^ h ( l y = k. l f x ^ h 4 y = f x ^ h ! g x ^ h ( l y = l f x ^ h ! l g x ^ h 5 y = f x ^ h.g x ^ h ( l y = l f x ^ h.g x ^ h + f x ^ h. l g x ^ h 6 y = g x ^ h f x ^ h ( l y = g x ^ h 6 @2 l f x ^ h.g x ^ h - f x ^ h. l g x ^ h 7 y = fog x ^ h ( l y = l f og x ^ h 6 @. l g x ^ h 8 y = f-1 x ^ h ( l y = l f of-1 x ^ h 1 9 y = loga f x ^ h ( l y = f x ^ h l f x ^ h Ln a ^ h 1 10 y = a f x ^ h ( l y = a f x ^ h . l f x ^ h.Ln a ^ h 11 y = e f x ^ h ( l y = e f x ^ h . l f x ^ h 12 y = senf x ^ h ( l y = cosf x ^ h. l f x ^ h 13 y = cosf x ^ h ( l y =- senf x ^ h. l f x ^ h 14 y = tagf x ^ h ( l y = cos 2 f x ^ h 1 l f x ^ h = 1 + tag 2 f x ^ h 6 @. l f x ^ h 15 y = cotgf x ^ h ( l y = sen 2 f x ^ h -1 l f x ^ h =- 1 + cotg 2 f x ^ h 6 @. l f x ^ h 16 y = arcsenf x ^ h ( l y = 1 - f x ^ h 6 @2 1 l f x ^ h 17 y = arcosf x ^ h ( l y = 1 - f x ^ h 6 @2 -1 l f x ^ h 18 y = arctagf x ^ h ( l y = 1 + f x ^ h 6 @2 1 l f x ^ h 19 y = arcotgf x ^ h ( l y = 1 + f x ^ h 6 @2 -1 l f x ^ h 20 y = f x ^ h 6 @g x ^ h A para esta formula se utiliza eLna = a asi que y = eln f x ^ h 7 A g x ^ h = eg x ^ hLnf x ^ h AA solo queda aplicar formulas anteriores Ahora veremos algunos ejercicios de distinta clase para saber como resolverlos.
  6. 6. ** ** ** : : : : : : : : : : : : : ( ) . . ( ), , ( ) . , : , . , : , . lim tan lim cos tan cos cos o o o o o o o o o o o o o o o o o Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Estudiar y dibujar la funci n f x x x Estudiar y dibujar la funci n f x x Lnx y halla el area comprendida entre f x y el eje ox comprendida entre x e Estudiar y dibujar la funci n f x x x Estudiar y dibujar la funci n f x x x Estudiar y dibujar la funci n f x x x e y halla el area itada por la curva de f x el eje ox y las rectas x x Hallar las ecuaciones de la gente y la normal a la curva en el punto de abscisa x Estudiar y dibujar la funci n f x x x Estudiar y dibujar la funci n f x x Estudiar y dibujar la funci n f x x x x y halla el area comprendida entre f x y el eje ox comprendida entre x sea f una funci n numerica de variable real x definida por f x x x a Estudie la funci n f y haz la grafica de la funci n b Calcule x dx c Halla el area de la curva itada por las rectas y x y x Estudiar y dibujar la funci n f x Ln x x Halla el area comprendida entre f x y el eje ox comprendida entre las abscisas x y x Sea f tal que f x senx x a estudiar la funci n y representar la grafica b ecuaci n de la recta gente y la normal en el punto de abscisa x c area comprendida entre la funci n el eje x y las rectas x y x Sea f tal que f x x x Estudiar y graficar la funci n Estudiar y dibujar la funci n f x x x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 1 1 1 4 2 4 0 6 0 2 2 4 1 1 2 1 1 1 1 2 4 2 3 1 2 3 4 2 2 3 1 2 0 2 1 1 2 R R x x 2 2 2 2 2 2 4 2 2 $ $ ! # # # # r r r r r r = + - = = - + = - = + = = = = - = = + + + - = - + - =- = = = - + = = - = + = = = - = - + = - - Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V ! # & $ #
  7. 7. : : : : : : : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : . : , / , , , , , , , . : : int tan cos cos tan arccos ln ln det min min Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Ejercicio Estudiar y dibujar la funcion f x x e Calcula el Area del rec o comprendido entre la grafica de f y la recta y e x f f x f si x xLnx si x a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre b estudiar la funcion y construir la frafica de f c ecuacion de la recta gente en x d area comprendida entre el eje de las abscisas y la funcion f Estudiar y dibujar la funcion f x Ln senx Estudiar y dibujar la funcion f x x x sen x Estudiar y dibujar la funcion f x Ln x x Estudiar y dibujar la funcion f x cx d si x ax b si x x x si x a halla los valores de a b c y d para que f sea continua en es derivable para los valores hallados b estudia la funcion con los valores hallados Estudiar y dibujar la funcion f x x senx Estudia la funcion f x x x x Halla la recta gente en x y x Estudiar y representar la funcion f x x x sea la funcion f de variable real x definida por f x x Sea la funcion f de variable real x definida por f x x Ln x Estudia la funcion f x x Sea la funcion x mx er a el conjunto de valores de m para los cuales el do io de definicion es igual a estudia la funcion para m y graficala demostrar que la curva C admite un eje de simetria Para m haz lo mismo 14 15 16 17 18 19 20 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 1 1 2 3 2 2 2 1 2 1 1 2 2 1 0 1 2 3 1 2 1 2 1 2 2 3 4 3 R R R x 2 2 2 2 2 2 2 2 2 $ d d d , 3 3 3 3 2 = = + = = = + = = = - + = - - = + - - + - + - - - + = = - - = = = - = - = - - = - + = = Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V ! ! ! ! # # ! ! $ & & $ Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] G
  8. 8. 1 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x + 1 x - 2 ^ h2 ** Campo de existencia = dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si x + 1 ! 0 , x !- 1 luego D f = R - -1 " , ** simetria f -x ^ h = -x + 1 -x - 2 ^ h2 !! f x ^ h , luego f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 ( x + 1 x - 2 ^ h2 = 0 ( x - 2 ^ h2 = 0 ( x = 2 luego 2,0 ^ h es el punto de corte de la funcion con el eje x - Eje y ( x = 0 ( y = 0 + 1 0 - 2 ^ h2 ( y = 4 luego 0,4 ^ h es el punto de corte de la funcion con el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 x + 1 x - 2 ^ h2 = lim x"3 x + 1 x 2 - 4x + 4 a k = lim x"3 x x 2 = lim x"3 x = lim x"-3 x =-3 lim x"+3 x =+3 * como el limite no es un nº real finito ( no hay asintota horizontal - Asintotas vertical (se fija en D f) lim x"-1 f(x) = lim x"-1 x + 1 x - 2 ^ h2 = lim x"-1- x + 1 x - 2 ^ h2 = 0- 9 =-3 lim x"-1+ x + 1 x - 2 ^ h2 = 0+ 9 =+3 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx 6 @ m = lim x"3 x f(x) Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] m = lim x"3 x f(x) = lim x"3 x x + 1 x - 2 ^ h2 = lim x"3 x 2 + x x - 2 ^ h2 = lim x"3 x 2 + x x 2 - 4x + 4 = lim x"3 x 2 x 2 = lim x"3 1 = 1 = m n = lim x"3 f(x) - mx 6 @ = lim x"3 x + 1 x - 2 ^ h2 - x ; E = lim x"3 x + 1 x 2 - 4x + 4 - x 2 - x = lim x"3 x -5x = -5 = n luego la asintota oblicua es y = x - 5 Puntos de corte entre la curva y la asintota oblicua y = x - 5 y = x + 1 x - 2 ^ h2 * ( x + 1 x - 2 ^ h2 = x - 5 , x 2 - 4x + 4 = x 2 - 4x - 5 , 4 =- 5 A absurdo esto implica que la curva no corta la asintota oblicua Posición de la curva respecto a la asintota oblicua lim x"3 f(x) - y 6 @ = lim x"3 x + 1 x - 2 ^ h2 - x - 5 ^ h ; E = lim x"3 x + 1 x 2 - 4x + 4 - x 2 + 4x + 5 = lim x"3 x + 1 9 = lim x"3 x + 1 9 = lim x"-3 x + 1 9 = 0- $ f(x) esta por debajo de la asintota oblicua cuando x "-3 lim x"+3 x + 1 9 = 0+ $ f(x) esta por encima de la asintota oblicua cuando x "+3 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ** Maximos,Minimos,int ervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x + 1 x - 2 ^ h2 ( l f x ^ h = x + 1 ^ h2 2 x - 2 ^ h x + 1 ^ h - x - 2 ^ h2 = x + 1 ^ h2 2 x 2 - x - 2 ^ h - x 2 + 4x - 4 = x + 1 ^ h2 x 2 + 2x - 8 l f x ^ h = 0 & x 2 + 2x - 8 = 0 T = 4 - 4.1. -8 ^ h = 36 & T = 6 x1 = 2 -2 - 6 =- 4 ( y = -3 -6 ^ h2 =- 12
  9. 9. x2 = 2 -2 + 6 = 2 ( y = 3 0 = 0 Ahora toca hacer la tabla donde aparecen los valores que anulan l f y los excluidos de D f x - 3 - 4 - 1 2 + 3 los signos se hallan cogiendo valores l f x ^ h + 0 - - 0 + al azar de los intervalos f(x) 3 - 12 4 4 0 3 l f -5 ^ h = 16 7 2 0 A+ ; l f -2 ^ h = 1 -8 1 0 A- ; l f 0 ^ h =- 8 1 0 ; l f 3 ^ h = 16 7 2 0 A+ punto -4, - 12 ^ h es un maximo , punto 2,0 ^ h es un minimo ** Puntos de inf lexión y concavidad. l f (x) = x + 1 ^ h2 x 2 + 2x - 8 ( m f x ^ h = x + 1 ^ h4 2x + 2 ^ h x + 1 ^ h2 - 2 x 2 + 2x - 8 ^ h x + 1 ^ h = x + 1 ^ h3 18 m f x ^ h = 0 , x + 1 ^ h3 18 = 0 ( 18 = 0 absurdo , luego no hay ningún valor que anule m f x ^ h Ahora toca hacer la tabla donde aparecen los valores que anulan m f y los excluidos de D f x - 3 - 1 + 3 m f x ^ h - + f x ^ h + , si m f (x) 2 0 & f(x) dirige su concavidad hacia la parte + del eje oy si m f (x) 1 0 & f(x) dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy
  10. 10. 2 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x Lnx y halla el area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre 1 # x # e. ** Campo de existencia = dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si x 2 0 x ! 0 $ ( x ! R* + Luego D f = R* + ** simetria f -x ^ h = -x Ln -x ^ h !- f(x) asi que f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x Lnx = 0 , Lnx = 0 , x = 1 luego 1,0 ^ hes el punto de corte entre la curva y el eje x - Eje y ( x = 0 g D f luego la funcion f(x) no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 x Lnx = +3 +3 forma indeterminada,aplicando l´hopital lim x"+3 f(x) = lim x"+3 1 x 1 = lim x"+3 x 1 = +3 1 = 0 + nos indica que la curva esta encima de la asintota ^ h y = 0 es la asintota horizontal - Asintotas vertical (se fija en D f= 0, + 3 @ 6) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ x Lnx = lim x"0+ x 1 Lnx =+3. -3 ^ h =-3 - Asintotas oblicuas no hay al haber asintota horizontal ^ h ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x Lnx ( l f (x) = x 2 x 1 x - Lnx = x 2 1 - Lnx l f (x) = 0 , x 2 1 - Lnx = 0 , 1 - Lnx = 0 , Lnx = 1 , x = e x 0 e + 3 l f (1) = 1 2 0 A + l f (x) + 0 - l f (e 2 ) = e 4 -1 1 0 A - f(x) 3 e 1 4 como se observa en la tabla e, e 1 ` j es el punto maximo ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = x 2 1 - Lnx ( m f (x) = x 4 x -1 x 2 - 2x 1 - Lnx ^ h = x 4 -x - 2x 1 - Lnx ^ h = x 3 -3 + 2Lnx m f (x) = x 3 -3 + 2Lnx = 0 ,- 3 + 2Lnx = 0 , Lnx = 2 3 , x = e 2 3 = e 3 y f(e 2 3 ) = e 2 3 Lne 2 3 = 2 e 3 3 luego el punto de inf lexion es ( e 3 , 2 e 3 3 ) x 0 e 3 + 3 m f (x) - 0 + asi que e 3 , 2 e 3 3 c m es el punto de inflexión f(x) + concava S 2 e 3 3 , convexa S que es donde hay cambio de concavidad.
  11. 11. ** Calculo del Area. Area = f(x).dx = 1 e # x Lnx .dx 1 e # Integrando por partes dv = x 1 dx & v = Lnx u = Lnx & du = x 1 dx * & Area = x Lnx .dx 1 e # = Lnx ^ h2 6 @1 e - x Lnx .dx 1 e # Area = Lnx ^ h2 - Area , 2.Area = Lnx ^ h2 , Area = 2 Lnx ^ h2 ; E 1 e = 2 1 - 0 8 B = 2 1 u 2
  12. 12. 3 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x - 1 x + 1 ** Campo de existencia f x ^ h esxiste si y sólo si x - 1 ! 0 x - 1 x + 1 $ 0 * , x ! 1 x - 1 x + 1 x - 1 x - 1 $ 0 ) , x ! 1 x - 1 ^ h2 x 2 - 1 $ 0 * , x ! 1 x 2 - 1 $ 0 % , x ! 1 x 2 $ 1 % , x 2 = 1 + x =- 1 x = 1 $ luego x - 3 - 1 1 + 3 x 2 $ 1 # 1 $ 1 Por último Df = -3, - 1 @ @, 1, + 3 @ 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x - 1 x + 1 = 0 , x - 1 x + 1 = 0 , x + 1 = 0 , x =- 1 la curva corta el eje x en el punto -1,0 ^ h - Eje y ( x = 0 g Df lo que significa que la curva no corta el eje de ordenadas. ** Asintotas - Asintota Horizontal. lim x"3 f(x) = lim x"3 x - 1 x + 1 = lim x"3 x - 1 x + 1 ` j = lim x"3 x x = 1 _ i = 1 luego la asintota horizontal es y = 1 - Posición de la curva respecto a la asintota horizontal lim x"3 f(x) - y 6 @ = lim x"3 x - 1 x + 1 - 1 : C = lim x"3 x - 1 x + 1 - 1 a k x - 1 x + 1 + 1 x - 1 x + 1 + 1 J L K K K K K K K K N P O O O O O O O O R T S S S S S S S S S V X W W W W W W W W W = lim x"3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 x + 1 - 1 J L K K K K K K K N P O O O O O O O R T S S S S S S S S S V X W W W W W W W W W lim x"3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 2 J L K K K K K K K N P O O O O O O O R T S S S S S S S S S V X W W W W W W W W W = lim x"-3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 2 J L K K K K K K K N P O O O O O O O R T S S S S S S S S S V X W W W W W W W W W lim x"+3 x - 1 x + 1 + 1 x - 1 2 J L K K K K K K K N P O O O O O O O R T S S S S S S S S S V X W W W W W W W W W Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] = lim x"-3 2 0- ` j 8 B lim x"+3 2 0+ a k : C Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] = 0- U la curva esta debajo de la asintota 0+ U la curva esta encima de la asintota ' - Asintota vertical. se fija en D f " valores del borde de dominio ^ h lim x"1+ x - 1 x + 1 : C = lim x"1+ 0 + 2 : C =+3 luego x = 1 es la asintota vertical - Asintota oblicua. no hay oblicua porque hay asintota horizontal ** Maximos,Minimos,puntos de crecimiento y decrecimiento. f x ^ h = x - 1 x + 1 ( l f (x) = 2 1 x - 1 x + 1 ` j 2 -1 x - 1 ^ h2 x - 1 ^ h - x + 1 ^ h < F = x - 1 ^ h2 -1 x + 1 x - 1 # 0 porque x + 1 x - 1 $ 0 y x - 1 ^ h2 -1 1 0 luego f(x) es decreciente en todo D f,y como se ve l f (x) no esta definida en x = 1 lim x"-1- l f (x) = lim x"-1- x - 1 ^ h2 -1 x + 1 x - 1 = 4 -1 0- -2 = 4 -1 +3 ^ h =-3 esto nos indica que la curva tiene una tangente vertical en el punto -1,0 ^ h x - 3 - 1 1 + 3 l f (x) - - f(x) 4 0 4
  13. 13. 4 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = 4 - x 2 x ** Campo de existencia f x ^ h esxiste si y sólo si 4 - x 2 2 0 , x 2 1 4 ,- 2 1 x 1 2 luego D f = -2,2 @ 6 ** simetria f -x ^ h = 4 - -x ^ h2 -x = 4 - x 2 -x =- f(x) ( f es una función impar posee una simetria rotacional con respecto al origen de coordinadas ^ h asi que es mas que suficiente hacer un estudio en el intervalo 0,2 6 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 4 - x 2 x = 0 , x = 0 luego el 0,0 ^ h es el punto de corte entre la curva y el eje de las abscisas X - Eje y ( x = 0 ( y = 4 - 0 2 0 = 0 luego el 0,0 ^ h es el punto de corte entre la curva y el eje de las ordenadas Y ** Asintotas - Asintotas horizontales: no hay ( ya que la funcion no esta definida en los 3) - Asintotas oblicuas: no hay ( ya que la funcion no esta definida en los 3) - Asintotas vertical (se fija en D f en los bordes , los limites) como la funcion es impar y el D f se ha reducido a la mitad 0,2 6 6basta en hallar lim x"2- f(x) = lim x"2- 4 - x 2 x = 0+ 2 =+3 ( x = 2 es asintota vertical y como la funcion es impar ( lim x"-2+ f(x) =-3 ( x =- 2 es asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = 4 - x 2 x , f(x) = x. 4 - x 2 ^ h 2 -1 ( l f x ^ h = 4 - x 2 ^ h 2 -1 + x. 2 -1 ` j 4 - x 2 ^ h 2 -3 -2x ^ h , l f x ^ h = 4 - x 2 1 + 4 - x 2 ^ h 4 - x 2 x 2 = 4 - x 2 1 1 + 4 - x 2 ^ h x 2 ; E haciendo division de polinomios x 2 4 - x 2 g x 2 - 4 - 1 asi que 4 - x 2 ^ h x 2 =- 1 + 4 - x 2 4 ---- 4 luego l f x ^ h = 4 - x 2 1 4 - x 2 4 = 4 4 - x 2 ^ h-1 4 - x 2 ^ h 2 -1 = 4 4 - x 2 ^ h 2 -3 = 4 - x 2 ^ h3 4 2 0 ( f(x) es creciente en todo el intervalo - Tabla de valores: x - 2 2 l f x ^ h + f(x) 3
  14. 14. ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = 4 4 - x 2 ^ h 2 -3 ( m f x ^ h = 4. 2 -3 ` j -2x ^ h 4 - x 2 ^ h 2 -5 = 4 - x 2 ^ h5 12x m f x ^ h = 0 , 4 - x 2 ^ h5 12x = 0 , 12x = 0 , x = 0 ( f 0 ^ h = 0 x - 2 0 2 m f -1 ^ h = 3 5 -12 1 0 m f x ^ h - 0 + m f 1 ^ h = 3 5 12 2 0 f x ^ h + 0 , en el intervalo -2,0 @ @ f(x) dirige su concavidad hacia la parte negativa del eje oy. en el intervalo 0,2 6 6 f(x) dirige su concavidad hacia la parte positiva del eje oy. el punto 0,0 ^ h es el punto de inf lexión de la curva
  15. 15. 5 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = 2x 2 + 4x ^ h.e-x y halla el area limitada por la curva de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6 Hallar las ecuaciones de la tangente y la normal a la curva en el punto de abscisa x = 0 ** Campo de existencia = dominio de definición f x ^ h esxiste para 6 x d R,luego D f = R ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 2x 2 + 4x ^ h.e-x = 0 , x 2x + 4 ^ h = 0 , 2x + 4 = 0 x = 0 $ , x =- 2 x = 0 $ asi que la curva corta el eje x en 0,0 ^ h y -2,0 ^ h - Eje y ( x = 0 ( y = 0 asi que la curva corta el eje y en 0,0 ^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @ = lim x"-3 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @ " B lim x"+3 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @ " A * A = lim x"+3 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @ =+3.0 F.I (forma indeterminada) lim x"+3 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @ = lim x"+3 e x 2x 2 + 4x ^ h ; E = +3 +3 F.I aplicando la regla de l´Hopital queda asi lim x"+3 e x 4x + 4 ^ h ; E = +3 +3 F.I aplicando la regla de l´Hopital ^ h = lim x"+3 e x 4 8 B = 0+ " asintota horizontal en eje x + y significa que la curva esta encima del ox + B = lim x"-3 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @ = lim x"-3 x 2 2 + x 4 ` j.e-x 8 B =+3. + 3 =+3 " no hay asintota horizontal en eje x - - Asintotas vertical (se fija en D f) en los valores excluidos,como no hay ( no hay asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = 2x 2 + 4x ^ h.e-x ( l f x ^ h = 4x + 4 ^ h.e-x - 2x 2 + 4x ^ h.e-x = -2x 2 + 4 ^ h.e-x l f x ^ h = 0 , -2x 2 + 4 ^ h.e-x = 0 ,- 2x 2 + 4 = 0 , x =- 2 $ f(- 2) = 4 - 4 2 ^ he 2 x = 2 $ f( 2) = 4 + 4 2 ^ he- 2 = ) x - 3 - 2 2 + 3 l f -2 ^ h = -8 + 4 ^ he 2 =- 4e 2 1 0 l f x ^ h - 0 + 0 - l f 0 ^ h = 4 2 0 f x ^ h 4 2,35 3 -6,81 4 l f 2 ^ h =- 4e-2 1 0 punto - 2,2,35 ^ h es un minimo , punto 2, - 6,81 ^ h es un maximo ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = -2x 2 + 4 ^ h.e-x ( m f x ^ h =- 4x.e-x - -2x 2 + 4 ^ h.e-x = 2x 2 - 4x - 4 ^ h.e-x m f x ^ h = 0 , 2x 2 - 4x - 4 = 0 , x 2 - 2x - 2 = 0 , x = 2 2 - 2 3 = 1 - 3 .- 0,73 $ f 1 - 3 ^ h c- 3,86 x = 2 2 + 2 3 = 1 + 3 . 2,73 $ f 1 + 3 ^ h c 1,683 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] x - 3 1 - 3 ^ h 1 + 3 ^ h + 3 m f -1 ^ h = 2e 2 0 m f x ^ h + 0 - 0 + m f 0 ^ h =- 4 1 0 f x ^ h , -3,86 + 1,683 , m f 3 ^ h = 2e -3 2 0 asi que los puntos -0,73 ; - 3,86 ^ h y 2,73 ; 1,683 ^ h son los puntos de inflexión ver grafica de abajo
  16. 16. Grafica de la función ** area limitada por la curva de f(x),el eje ox y las rectas x = 0 , x = 6 Area = 2x 2 + 4x ^ h.e-x .dx 0 6 # integrando por partes dv = e-x .dx & v =- e-x u = 2x 2 + 4x & du = 4x + 4 ^ h.dx ' Area = - 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @0 6 + 4x + 4 ^ he-x .dx 0 6 # resolviendo otra vez por partes dv = e-x .dx & v =- e-x u = 4x + 4 & du = 4.dx $ = - 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @0 6 + - 4x + 4 ^ h.e-x 6 @0 6 + 4e-x .dx 0 6 # = - 2x 2 + 4x ^ h.e-x 6 @0 6 + - 4x + 4 ^ h.e-x 6 @0 6 + - 4 ^ h.e-x 6 @0 6 = -2x 2 - 8x - 8 ^ h.e-x 6 @0 6 = -72 - 48 - 8 ^ he-6 + 8 6 @ = 7,68 u 2 ** Ecuaciones de la tangente y la normal Ecuacion de la recta tangente en x = a es y - f a ^ h = l f a ^ h x - a ^ h luego en x = 0 es y - f 0 ^ h = l f 0 ^ h x - 0 ^ h y como f 0 ^ h = 2.0 2 + 4.0 ^ h.e-0 = 0 ; l f 0 ^ h = -2.0 2 + 4 ^ h.e-0 = 4 Ecuacion de la recta tangente queda de la seguiente manera y = 4x Ecuacion de la recta Normal en x = a es y - f a ^ h = l f a ^ h -1 x - a ^ h Remplazando queda de la seguiente forma: 4y + x = 0
  17. 17. 6 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h =! x 2 - x ** Campo de existencia f x ^ h esxiste si y sólo si x ! 0 x 2 - x $ 0 ) , x ! 0 x 2 - x x x $ 0 ) , x ! 0 x 2 2 - x ^ hx $ 0 * , x ! 0 2 - x ^ hx $ 0 ' 2 - x ^ hx ( x = 2 x = 0 $ x - 3 0 2 + 3 x - 0 + 2 + luego D f = 0,2 @ @ 2 - x ^ h + 2 + 0 - 2 - x ^ hx - 0 + 0 - ** simetria ! nos indica que la curva es simetrica respecto del eje ox.esto nos permite representar la curva y = x 2 - x y después hallar su simetrica respecto de ox(como si doblaramos el folio sobre el eje x) ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 - x = 0 , x 2 - x = 0 , 2 - x = 0 , x = 2 luego f(x) corta el eje x en el punto (2,0) - Eje y ( x = 0 z D f , luego f(x) no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales no hay porque f(x) no esta definida cuando x " 3 - Asintotas oblicuas no hay porque f(x) no esta definida cuando x " 3 - Asintotas vertical lim x"0+ f(x) = lim x"0+ x 2 - x = lim x"0+ x 2 - x ` j = 0+ 2 =+3 luego x = 0 es la asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 - x = x 2 - x ` j2 1 ( l f x ^ h = 2 1 x 2 - x ` j 2 -1 x 2 -x - 2 - x ^ h c m = x 2 -1 2 - x x 1 0 luego la función f(x) strictamente decreciente en el intervalo 0,2 @ 6 l f x ^ h no esta definida en x = 2 , lim x"2- x 2 -1 2 - x x a k = lim x"2- - x 4 2 - x ^ h x a k = lim x"2- - x 3 2 - x ^ h 1 c m = lim x"2- - x 3 2 - x ^ h 1 c m = - 0+ 1 a k =-3 ( l f 2 ^ h " 3 ( la curva tiene una tangente vertical en 2,0 ^ h recuerde: pendiente de una recta vertical es 3 pendiente de una recta horizontal es 0 x 0 2 l f x ^ h - f x ^ h 4 0
  18. 18. l f x ^ h = x 2 -1 2 - x x =- x 3 2 - x ^ h 6 @ 2 -1 ( m f x ^ h = 2 1 x 3 2 - x ^ h 6 @ 2 -3 3x 2 2 - x ^ h - x 3 6 @ = 2 1 x 3 2 - x ^ h 6 @ 2 -3 6x 2 - 4x 3 6 @ m f x ^ h = x 3 2 - x ^ h 6 @3 3x 2 - 2x 3 m f x ^ h = 0 , x 3 2 - x ^ h 6 @3 3x 2 - 2x 3 = 0 , 3x 2 - 2x 3 = 0 , x 2 3 - 2x ^ h = 0 , x = 2 3 x = 0 g D f ) x 0 2 3 2 m f x ^ h = 1 2 0 m f x ^ h + 0 - m f 1,75 ^ h 1 0 f x ^ h , 3 3 + convexa concava el punto 2 3 , 3 3 c m es el punto de inf lexion ya que hay cambio de concavidad
  19. 19. 7 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x 2x ** Campo de existencia hay que saber que 6 función de la forma f x ^ h 6 @g(x) existe Ssi f(x) + do min io de definición de g(x) 6 @ asi que x 2x esxiste si y sólo si x 2 0 y D(2x) = R : luego D f = R* + ** simetria no es simetrica ni respecto al origen de cordenadas ni respecto al eje oy(ni impar ni par),por estar definida solo para x 2 0. ** Corte con los ejes recuerda: a = e Lna siendo a 2 0 - Eje x ( y = 0 + x 2x = 0 + e Lnx2x = 0 imposible que e Lnx2x sea nula lo que significa que la ecuacion x 2x = 0 no tiene solucion , asi que f(x) no corta el eje x. - Eje y ( x = 0 g D f=R* + ( f x ^ hno corta el eje y ** Asintotas - Asintotas vertical. se fija en D f en los bordes ^ h , recuerda: lim x"a a f x ^ h = a lim x"a f x ^ h lim x"0+ f(x) = lim x"0+ x 2x = lim x"0+ eLnx2x = lim x"0+ e2xLnx = e lim x"0+ 2xLnx sea A = lim x"0+ 2x.Lnx ^ h = 0. -3 ^ h F.I forma indeterminada. ^ h A = lim x"0+ 2x.Lnx ^ h = 2 lim x"0+ x 1 Lnx = +3 -3 F.I forma indeterminada. ^ h aplicando L´hopital. A = 2 lim x"0+ x 1 Lnx = 2 lim x"0+ x 2 -1 x 1 = x ! 0 ? - 2 lim x"0+ x =- 2.0 = 0 ; luego lim x"0+ f(x) = e0 = 1 & no hay assintota vertical. - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 x 2x = +3 ^ h+3 =+3 ( no hay asintota horizontal al no haber la asintota horizontal puede que exista la asintota oblicua - Asintotas oblicua: es de la forma : y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx 6 @ m = lim x"3 x f(x) Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] lim x"+3 x f(x) = lim x"+3 x x 2x = lim x"+3 x 2x-1 = +3 ^ h+3 =+3 ( no hay asintota oblicua nos indica que la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy. ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2x = e Lnx2x = e 2xLnx ( l f x ^ h = e 2xLnx . 2xLnx ^ hl= e 2xLnx . 2Lnx + x 2x ` j = e 2xLnx . 2Lnx + 2 ^ h = 2x 2x . Lnx + 1 ^ h luego l f x ^ h = 2x 2x . Lnx + 1 ^ h , l f x ^ h = 0 , 2x 2x . Lnx + 1 ^ h = 0 ( Lnx + 1 = 0 , Lnx =- 1 , e Lnx = e-1 , x = e-1 f(e-1 ) = e-1 ^ h2e-1 = e e -2 x 0 e 1 + 3 l f 1 ^ h = 2 2 0 l f x ^ h 0 l f e 2 1 a k = 2 e 2 1 a k e2 2 -2 + 1 ^ h 1 0 f x ^ h e e -2 de 0,e-1 @ @ f(x) decrece 4 y de e-1 , + 3 6 6 f(x) creciente 3 y el punto e 1 ,e e -2 ` j es el minimo. ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = 2x 2x . Lnx + 1 ^ h ( m f x ^ h = 2 Lnx + 1 ^ h 2x 2x Lnx + 1 ^ h 6 @ + 2x 2x x 1 m f x ^ h = 2x 2x . x 1 + 2 Lnx + 1 ^ h2 8 B y como 2x 2x 2 0 , x 1 2 0 , 2 Lnx + 1 ^ h2 $ 0 luego m f x ^ h 2 0 ( no hay punto de inflexión dirige su concavidad hacia el eje oy % 7
  20. 20. 8 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x 2 + 2x + 4 x + 1 y halla el area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2. ** dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si x 2 + 2x + 4 2 0 , x 2 + 2x + 1 - 1 + 4 2 0 , x + 1 ^ h2 + 3 2 0 el resultado es verdadero para 6 valor de x asi que D f = R ** simetria f -x ^ h !! f x ^ h , luego f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 + 2x + 4 x + 1 = 0 , x + 1 = 0 , x =- 1 , luego f(x) corta eje x en -1,0 ^ h - Eje y ( x = 0 ( y = 0 2 + 2.0 + 4 0 + 1 = 1 , luego f(x) corta eje y en 0,1 ^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales recordad: a 2 = a , a = -a si a # 0 a si a $ 0 $ lim x"3 f(x) = lim x"3 x 2 + 2x + 4 x + 1 = lim x"3 x 2 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j = lim x"3 x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j lim x"3 f(x) = lim x"3 x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j = lim x"-3 -x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j =- 1 lim x"+3 x 1 + x 2 + x 2 4 a k x 1 + x 1 ` j = 1 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] quiere decir que cuando x 1 0 la asintota horizontal es y =- 1 x 2 0 la asintota horizontal es y = 1 % Posición de la curva respecto a la asintota horizontal. saber si f(x) - y ^ h es 1 ó 2 a cero ^ h cuando x 2 0 f(x) - y 6 @ = x 2 + 2x + 4 x + 1 - 1 ; E , sabemos que x 2 + 2x + 4 = x + 1 ^ h2 + 3 2 x + 1 & 0 1 x + 1 ^ h2 + 3 x + 1 1 1 y como estamos trabando en R+ & 0 1 x + 1 ^ h2 + 3 x + 1 1 1 & x + 1 ^ h2 + 3 x + 1 - 1 1 0 luego f(x) - y ^ h 1 0 ( la grafica de f x ^ h esta por debajo de y = 1 cuando x $ 0 cuando x 1 0 f(x) - y 6 @ = x 2 + 2x + 4 x + 1 + 1 ; E , sabemos que x 2 + 2x + 4 = x + 1 ^ h2 + 3 2 x + 1 &- 1 1 x + 1 ^ h2 + 3 x + 1 1 0, y como estamos trabando en R- &- 1 1 x + 1 ^ h2 + 3 x + 1 1 0 & x + 1 ^ h2 + 3 x + 1 + 1 2 0 luego f(x) - y ^ h 2 0 ( la grafica de f x ^ h esta por encima de y =- 1 cuando x # 0 - Asintotas verticales: no hay al no haber bordes en dominio de definicion - Asintotas horizontales: no hay porque existe la horizontal ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 + 2x + 4 x + 1 ( l f x ^ h = x 2 + 2x + 4 x 2 + 2x + 4 - x + 1 ^ h 2 x 2 + 2x + 4 2 x + 1 ^ h = x 2 + 2x + 4 x 2 + 2x + 4 x 2 + 2x + 4 - x 2 + 2x + 4 x + 1 ^ h2 l f x ^ h = x 2 + 2x + 4 ^ h x 2 + 2x + 4 3 2 0 asi que la función f x ^ h es creciente 3 en todo R y no tiene ni maximo ni minimo. 8
  21. 21. ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = x 2 + 2x + 4 ^ h x 2 + 2x + 4 3 , x 2 + 2x + 4 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ hl= 2x + 2 ^ h x 2 + 2x + 4 + x 2 + 2x + 4 ^ h 2 x 2 + 2x + 4 2 x + 1 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ hl= x 2 + 2x + 4 2 x + 1 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ h + 2 x 2 + 2x + 4 2 x + 1 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ h = 2 3 x 2 + 2x + 4 2 x + 1 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ h ( m f x ^ h = x 2 + 2x + 4 ^ h2 x 2 + 2x + 4 ^ h -3.3 x 2 + 2x + 4 x + 1 ^ h x 2 + 2x + 4 ^ h = x 2 + 2x + 4 ^ h2 x 2 + 2x + 4 -9 x + 1 ^ h m f x ^ h = 0 , x + 1 ^ h = 0 , x =- 1 , f -1 ^ h = 0 x - 3 - 1 + 3 m f x ^ h + 0 - f -2 ^ h 2 0 f x ^ h , 0 + f 0 ^ h 1 0 convexa concava -1,0 ^ h punto de inflexión. area comprendida entre f(x) y el eje ox comprendida entre - 1 # x # 2 A = x 2 + 2x + 4 x + 1 c m.dx -1 2 # , haciendo cambio variable u = x 2 + 2x + 4 ( du = 2x + 2 ^ h.dx = 2 x + 1 ^ h.dx & 2 du = x + 1 ^ h asi que A = u 2 du f p -1 2 # = 2 1 u ^ h 2 -1 -1 2 # .du = 2 1 2 -1 + 1 1 u ^ h 2 -1 +1 = G -1 2 = 2 1 2 u ^ h2 1 7 A-1 2 = x 2 + 2x + 4 6 @-1 2 = 4 + 4 + 4 - 1 - 2 + 4 6 A = 12 - 3 ^ h u 2 (- 1, 0) y=1 y=-1 =
  22. 22. 9 Ejercicio: sea f una función numerica de variable real x definida por f x ^ h = 1 - x 1 + x a Estudie la función f y haz la grafica de la función b Calcule 1 - x dx 2 4 # c Halla el area de la curva lim itada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4 a estudio de la función y su grafica ** Campo de existencia = dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si 1 - x ! 0 x $ 0 ' , x ! 1 x $ 0 ' , x ! 1 x $ 0 $ , luego D f = R+ - 1 " , ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 1 - x 1 + x = 0 , 1 + x = 0 , x =- 1 absurdo(imposible) luego la función f x ^ h no corta el eje x - Eje y ( x = 0 ( y = 1 - 0 1 + 0 = 1 luego 0,1 ^ h es el punto de corte de la funcion con el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 1 - x 1 + x = lim x"+3 - x x = lim x"+3 -1 ^ h =- 1 & y =- 1 es la a sin tota horizontal al existir la a sin tota horizontal ( no existe la a sin tota oblicua - Posición de la curva respecto a la Asintotas horizontales. averiguar si f x ^ h - y 6 @ es 2 o 1 0 ^ h 1º calculemos f x ^ h - y 6 @ = 1 - x 1 + x + 1 = 1 - x 2 con la ayuda de la tabla hallaremos su signo x 0 1 + 3 - x 0 - - 1 - 1 - x 1 + 0 - 1 - x 2 2 + - significa si x d 1, + 3 6 6( f x ^ h - y 6 @ 1 0 ( la curva se encuentra debajo de la asintota y =- 1 si x d 0,1 6 6( f x ^ h - y 6 @ 2 0 ( la curva se encuentra encima de la asintota y =- 1 ( - Asintotas vertical (se fija en D f) lim x"1 f(x) = lim x"1 1 - x 1 + x d n = lim x"1- 1 - x 1 + x d n = 0+ 2 =+3 lim x"1+ 1 - x 1 + x d n = 0- 2 =-3 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] , luego x = 1 a sin tota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f x ^ h = 1 - x 1 + x ( l f x ^ h = 1 - x ^ h 2 2 x 1 1 - x ^ h - 1 + x ^ h 2 x -1 c m = 1 - x ^ h 2 2 x 1 - 2 1 + 2 x 1 + 2 1 = 1 - x ^ h 2 x 1 = x 1 - x ^ h 2 1 asi que l f x ^ h = x 1 - x ^ h 2 1 2 0 ( la funcion f x ^ h es creciente en todo D f y como se ve que la funcion l f x ^ h no esta definida en x = 0 y f 0 ^ h = 1, calculemos su limite. lim x"0+ l f x ^ h = lim x"0+ x 1 - x ^ h 2 1 = 0+ 1 =+3 ( la curva tiene una tan gente vertical en el punto 0,1 ^ h 9 1 - + x
  23. 23. ** Puntos de inflexión y concavidad. l f x ^ h = x 1 - x ^ h 2 1 , antes de nada hallemos la derivada de x 1 - x ^ h 2 x 1 - x ^ h 2 7 Al= 2 x 1 1 - x ^ h 2 + x .2. 1 - x ^ h. 2 x -1 c m = 2 x 1 1 - x ^ h 2 - 1 - x ^ h = 1 - x ^ h 2 x 1 - x ^ h - 1 < F = 1 - x ^ h 2 x 1 - x - 2 x ^ h < F = 2 x 1 - x ^ h 1 - 3 x ^ h ( m f x ^ h = x 1 - x ^ h 4 - 2 x 1 - x ^ h 1 - 3 x ^ h = 2.x. x 1 - x ^ h 4 - 1 - x ^ h 1 - 3 x ^ h m f x ^ h = 0 , 1 - x ^ h 1 - 3 x ^ h = 0 ( 1 - 3 x = 0 1 - x = 0 ( , x = 9 1 x = 1 b D f ) f 9 1 ` j = 1 - 9 1 1 + 9 1 = 1 - 3 1 1 + 3 1 = 3 2 3 4 = 2 x 0 9 1 1 + 3 m f 16 1 ` j 1 0 m f x ^ h - 0 + - m f 4 1 ` j 2 0 f x ^ h 1 + 2 , + m f 4 ^ h 1 0 concava convexa concava el punto 9 1 ,2 ` j es el punto de inf lexión b Calcular 1 - x dx 2 4 # , haciendo cambio de variable x " 4 & t " 2 x " 2 & t " 2 x = t 2 & dx = 2t.dt * 1 - x dx 2 4 # = 1 - t 2t.dt 2 2 # = -2 + 1 - t 2.dt ` j 2 2 # = -2. 2 2 # dt - 2 1 - t -dt ` j 2 2 # = -2t 6 @ 2 2 - 2 Ln 1 - t 6 @ 2 2 =- 4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2 c area de la curva limitada por las rectas y =- 1 , x = 2 y x = 4 segun la grafica de arriba la funcion y =- 1 esta encima de la funcion f x ^ h asi que Area = A = -1 - 1 - x 1 + x d n 2 4 # .dx = 1 - x -1 + x - 1 - x d n 2 4 # .dx = 1 - x -2 c m 2 4 # .dx =- 2 1 - x dx 2 4 # En el apartado anterior 1 - x dx 2 4 # =- 4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2 luego Area = A =- 2 -4 + 2 2 + 2Ln 1 - 2 ^ h . 5,86864 u 2
  24. 24. 10 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h Halla el area comprendida entre f x ^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x = 2 3 y x = 4 ** Campo de existencia f x ^ h esxiste si y sólo si 2x 2 - 3x + 1 2 0 , hallemos las raices de 2x 2 - 3x + 1 = 0 2x 2 - 3x + 1 = 0 , 3= b 2 - 4.a.c = 9 - 4.2.1 = 1 & 3 = 1 , luego x = 4 3 - 1 = 2 1 4 3 + 1 = 1 * 2x 2 - 3x + 1 = 0 + 2 x - 1 ^ h x - 2 1 ` j = 0 + x - 1 ^ h 2x - 1 ^ h = 0 ponemos la tabla de signos x - 3 2 1 1 + 3 x - 1 ^ h - - 0 + 2x - 1 ^ h - 2 1 + + x - 1 ^ h 2x - 1 ^ h + 0 - 0 + luego D f = -3, 2 1 B 8, 1, + 3 @ 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 + Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h = 0 + 2x 2 - 3x + 1 = 1 + 2x 2 - 3x = 0 + x 2x - 3 ^ h = 0 + x 2x - 3 ^ h = 0 + x = 2 3 x = 0 ) luego los puntos de corte con el eje x son 0,0 ^ h y 2 3 ,0 ` j - Eje y ( x = 0 ( y = Ln 2.0 2 - 3.0 + 1 ^ h = Ln +1 ^ h = 0 luego el punto de corte con el eje y es 0,0 ^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h = lim x"3 Ln x 2 ^ h = lim x"-3 Ln x 2 ^ h =+3 lim x"+3 Ln x 2 ^ h =+3 * & no hay a sin tota horizontal - Asintotas verticales(se fija en D f en los bordes) lim x" 2 1 c m - f(x) = lim x" 2 1 c m - Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h = Ln0+ =-3 lim x"1+ f(x) = lim x"1+ Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h = Ln0+ =-3 luego x = 2 1 y x = 1 son las asintotas verticales - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx 6 @ m = lim x"3 x f(x) Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] m = lim x"3 x f(x) = lim x"3 x Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h = 3 3 F.I aplicando l´hopital m = lim x"3 1 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 = lim x"3 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 = lim x"3 2x 2 4x = lim x"3 2x 4 = 0 ( la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje ox ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h ( l f x ^ h = 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 l f x ^ h = 0 + 4x - 3 = 0 + x = 4 3 b D f 10
  25. 25. x - 3 2 1 4 3 1 + 3 l f 0 ^ h 1 0 l f x ^ h - - 0 + + l f 2 ^ h 2 0 f(x) 4 3 Entonces f x ^ h decrece 4 en el int ervalo -3, 2 1 B 8 y crece 3 en el int ervalo 1, + 3 @ 6 pero como l f x ^ h ! 0 en D f ( no tiene ni maximo ni minimo ** Puntos de inflexión y concavidad. f(x) = Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h ( l f x ^ h = 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 ( m f x ^ h = 2x 2 - 3x + 1 ^ h2 4 2x 2 - 3x + 1 ^ h - 4x - 3 ^ h2 ( m f x ^ h = 2x 2 - 3x + 1 ^ h2 -8x 2 + 12x - 5 = 2x 2 - 3x + 1 ^ h2 -4 2x 2 - 3x + 1 ^ h es + en Df 6 7 8 4444444 4 4444444 4 - 1 1 0 en todo el dominio de definición. esto nos indica que en el 1, + 3 @ 6 f x ^ h dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy -3, 2 1 B 8 f x ^ h dirige su concavidad hacia la parte - del eje oy * ** area comprendida entre f x ^ h y el eje ox comprendida entre las abscisas x = 2 3 y x = 4 A = Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h.dx 2 3 4 # dv = dx ( v = x u = Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h ( du = 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 dx ) A = x.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h 6 @ 2 3 4 - 2x 2 - 3x + 1 4x 2 - 3x dx 2 3 4 # = x.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h 6 @ 2 3 4 - 2 + 2x 2 - 3x + 1 3x - 2 a k dx 2 3 4 # A = x.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h 6 @ 2 3 4 - 2 + 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 - x + 1 a k dx 2 3 4 # = x.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h - 2x 6 @ 2 3 4 - 2x 2 - 3x + 1 4x - 3 - x + 1 a k dx 2 3 4 # A = x.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h - 2x - Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h 6 @ 2 3 4 + x - 1 ^ h 2x - 1 ^ h x - 1 a k dx 2 3 4 # A = x - 1 ^ h.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h - 2x 6 @ 2 3 4 + 2 1 2x - 1 ^ h 2.dx 2 3 4 # A = x - 1 ^ h.Ln 2x 2 - 3x + 1 ^ h - 2x + 2 1 Ln 2x - 1 8 B 2 3 4 . 4,76 u 2
  26. 26. 11 Ejercicio: Sea f: 2 -r , 2 3r B 8$ R tal que f x ^ h = 1 + senx cosx ** a estudiar la función y representar la grafica. ** b ecuación de la recta tangente y la normal en el punto de abscisa x = 2 r ** c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x = 2 r a estudio de la función y la representación grafica. ** dominio de definición: f x ^ h esxiste si y sólo si 1 + senx ! 0 asi que 1 + senx = 0 + senx =- 1 = sen 2 -r _ i senx = sen 2 -r _ i ( x = r - 2 -r _ i+ 2kr x = 2 -r + 2kr * + x = 2 3r + 2kr b 2 -r , 2 3r B 8 x = 2 -r + 2kr b 2 -r , 2 3r B 8 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] k d Z luego f(x) existe en todo 2 -r , 2 3r B 8 ** Corte con los ejes Recuerda: cosa = cosb + a =- b + 2kr a = b + 2kr $ siendo k d Z - Eje x ( y = 0 , 1 + senx cosx = 0 , cosx = 0 , cosx = cos 2 r , x = 2 -r + 2kr x = 2 r + 2kr k d Z * las posibles soluciones dentro de D f son: x = 2 -r b D f x = 2 3r b D f x = 2 r d D f asi que el punto 2 r ,0 _ i es el punto de corte entre eje x y f x ^ h - Eje y ( x = 0 , f 0 ^ h = 1 + sen0 cos0 = 1 ( que el punto 0,1 ^ h es el punto de corte entre eje y e f x ^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales no hay porque x no esta definido para 3,o bien porque no aparece 3 en D f - Asintotas oblicuas no hay por la misma razón que la anterior. - Asintotas vertical(se fija en D f en los bordes) Recuerda: lim x"a f x ^ h = b significa que cuando x se acerca a a la y se acrca a b lim x" 2 -r a k + f(x) = lim x" 2 -r a k + 1 + senx cosx _ i = 0 0 F.I aplicando l´Hopital lim x" 2 -r a k + f(x) = lim x" 2 -r a k + cosx -senx _ i = 0+ 1 =+3 para ver de donde sale 0+ ver grafica de cosx $ entonces x = 2 -r es una asintota vertical lim x" 2 3r c m - f(x) = lim x" 2 3r c m - 1 + senx cosx _ i = 0 0 F.I aplicando l´Hopital lim x" 2 3r c m - f(x) = lim x" 2 3r c m - cosx -senx _ i = 0- 1 =-3 para ver de donde sale 0- ver grafica de cosx $ entonces x = 2 3r es una asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. Recuerda: -1 # senx # 1 f(x) = 1 + senx cosx ( l f x ^ h = 1 + senx ^ h2 -senx 1 + senx ^ h - cosx cosx ^ h = 1 + senx ^ h2 -senx - 1 = 1 + senx ^ h2 - 1 + senx ^ h = 1 + senx ^ h -1 porque x ! 2 -r y como en D f - 1 1 senx 1 1 asi que l f x ^ h 1 0 ( f x ^ hes decreciente en todo el intervalo 2 -r , 2 3r B 8. ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = 1 + senx ^ h -1 ( m f x ^ h = 1 + senx ^ h cosx m f x ^ h = 0 , cosx = 0 , cosx = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr * siendo k d Z , x = 2 r + kr siendo k d Z 11
  27. 27. las soluciones posibles son: - 2 r b D f , 2 r d D f , 2 3r b D f ..........la unica solucion d D f es 2 r x - 2 r 2 r 2 3r m f x ^ h + 0 - f(x) , 0 + convexa concava y el punto 2 r ,0 _ i es punto de inflexión. LA GRAFICA b Ecuación de la recta tangente en el punto de abscisa x = 2 r Ecuacion de la recta tangente en x = 2 r es de la forma: R: y - f 2 r _ i = l f 2 r _ i x - 2 r _ i y como f 2 r _ i = 0 ; l f 2 r _ i = 2 -1 asi que R: y = 2 -1 x - 2 r _ i b Ecuación de la recta normal en el punto de abscisa x = 2 r Ecuacion de la recta Normal en x = 2 r es de la forma: S: y - f 2 r _ i = l f 2 r _ i -1 x - 2 r _ i y como f 2 r _ i = 0 ; l f 2 r _ i = 2 -1 asi que S: y = 2 x - 2 r _ i c area comprendida entre la función , el eje x y las rectas x = 0 y x = 2 r sea A = area = f x ^ h 0 2 r # .dx = 1 + senx cosx 0 2 r # .dx = Ln 1 + senx ^ h 6 @0 2 r = Ln2 u 2
  28. 28. 12 Ejercicio: Sea f: -r,r 6 @ $ R tal que f x ^ h = 1 - cos x 1 + cos x Estudiar y graficar la función. ** dominio de definición D f = x/x d -r,r 6 @ y 1 - cos x ^ h ! 0 y 1 - cosx 1 + cosx $ 0 $ . * 1 - cosx ! 0 , cos x ! 1 = cos 0 , cos x ! cos 0 , x !- 0 + 2kr x ! 0 + 2kr % , x ! 2kr siendo k d Z * 1 - cosx 1 + cosx $ 0 , 1 - cosx 1 + cosx 1 + cosx 1 + cosx $ 0 , 1 - cos 2 x 1 + cos x ^ h2 $ 0 , sen 2 x 1 + cosx ^ h2 $ 0 verdadero siempre. asi que el D f = -r,0 6 6, 0,r @ @ ** simetria f -x ^ h = 1 - cos -x ^ h 1 + cos -x ^ h = 1 - cosx 1 + cosx = f x ^ h ( la función f x ^ h es par.asi que basta con hacer un estudio en el intervalo 0,r @ @ sabiendo que una función par es simetrica con respecto al eje y ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 1 - cosx 1 + cosx = 0 ( 1 + cosx = 0 , cosx =- 1 = cosr , x =-r + 2kr x = r + 2kr $ con k d Z x = 2k + 1 ^ hr con k d Z los valores posibles en el D f son r y - r luego los puntos de corte con el eje x son r,0 ^ h y -r,0 ^ h - Eje y ( x = 0 b D f ( f x ^ h no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales: no hay porque 3 b D f - Asintotas oblicuas: no hay porque 3 b D f - Asintotas verticales:(se fija en D f en los bordes) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ 1 - cosx 1 + cosx = lim x"0+ 1 - cosx 1 + cosx = 0+ 2 =+3 $ sale el 0+ V ver de donde 6 7 8 444 444 luego por ser f x ^ h par & lim x"0- f(x) =+3 ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento.recordad: -1 # cos x # 1 f(x) = 1 - cosx 1 + cosx = 1 - cosx 1 + cosx ` j 2 1 ( l f x ^ h = 2 1 1 - cosx 1 + cosx ` j - 2 1 1 - cosx ^ h2 -senx 1 - cos x ^ h - 1 + cos x ^ hsenx = & l f x ^ h = 1 + cos x 1 - cos x ` j 1 - cosx ^ h2 -senx =- 1 + cosx 1 - cosx 1 - cosx ^ h4 sen 2 x =- 1 + cosx 1 - cosx 1 - cosx ^ h4 1 - cosx ^ h 1 + cosx ^ h con x ! r ( l f x ^ h =- 1 - cosx ^ h2 1 =- 1 - cosx 1 1 0 ( f es decreciente lim x"r- l f x ^ h = lim x"r- - 1 - cosx 1 ` j = 2 -1 luego la función f es derivable a la izquierda de r & l f r ^ h = 2 -1 Tabla de variación x 0 r x - r 0 r l f x ^ h - ( l f x ^ h - - f(x) 4 f(x) 4 4 12
  29. 29. Grafica
  30. 30. 13 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x 2 - 2x ** Campo de existencia = dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si x 2 - 2x $ 0 para ello vamos a estudiar su signo. x 2 - 2x = 0 , x x - 2 ^ h = 0 ( x = 2 0 $ x - 3 0 2 + 3 x - 0 + 2 + x - 2 ^ h - - 2 - 0 + x x - 2 ^ h + 0 - 0 + luego D f = -3,0 @ @, 2, + 3 6 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 - 2x = 0 , x x - 2 ^ h = 0 ( x = 2 0 $ asi que la curva corta el eje x en los puntos 0,0 ^ h y 2,0 ^ h - Eje y ( x = 0 , f 0 ^ h = 0 luego la curva corta el eje y en el punto 0,0 ^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales Recuerda: lim x"a f x ^ h = lim x"a f x ^ h lim x"3 f(x) = lim x"3 x 2 - 2x ^ h = lim x"3 x 2 ^ h =+3 ( no hay asintota horizontal - Asintotas vertical (se fija en D f bordes excluidos) como no hay & no hay asintota vertical - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas una asintota oblicua es de la forma y = mx + n siendo n = lim x"3 f(x) - mx 6 @ m = lim x"3 x f(x) Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] m = lim x"3 x f(x) = lim x"3 x x 2 - 2x = lim x"3 x x 1 - x 2 = lim x"+3 x x 1 - x 2 = lim x"-3 - 1 - x 2 a k lim x"+3 x x 1 - x 2 = lim x"+3 1 - x 2 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] m = lim x"-3 - 1 - x 2 a k =- 1 $ cuando x "-3 m =- 1 lim x"+3 1 - x 2 = 1 $ cuando x "+3 m = 1 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] n = lim x"+3 x 2 - 2x - x ^ h = lim x"+3 x 2 - 2x - x ^ h x 2 - 2x + x ^ h x 2 - 2x + x ^ h = G = lim x"+3 x. 1 - x 2 + 1 a k -2x = G = lim x"+3 1 - x 2 + 1 a k -2 = G =- 1 n = lim x"-3 x 2 - 2x + x ^ h = lim x"-3 x 2 - 2x + x ^ h x 2 - 2x - x ^ h x 2 - 2x - x ^ h = G = lim x"-3 -x. 1 - x 2 + 1 a k -2x = G = lim x"-3 1 - x 2 + 1 a k 2 = G = 1 asi que en OX negativo la asintota oblicua es y =- x + 1 OX positivo la asintota oblicua es y = x - 1 % Posición de la curva respecto a la asintota oblicua OX positivo lim x"+3 f(x) - y 6 @ = lim x"+3 x 2 - 2x ^ h - x - 1 ^ h 6 @ = lim x"+3 x 2 - 2x ^ h - x - 1 ^ h 6 @ x 2 - 2x ^ h + x - 1 ^ h 6 @ x 2 - 2x ^ h + x - 1 ^ h 6 @ ) 3 = lim x"+3 x 2 - 2x ^ h + x - 1 ^ h 6 @ x 2 - 2x - x - 1 ^ h2 6 @ = lim x"+3 x 1 - x 2 a k+ x 1 - x 1 ` j : C x 2 - 2x - x - 1 ^ h2 6 @ = lim x"+3 x 1 - x 2 + 1 - x 1 ` j a k : C -1 = +3 -1 = 0- lim x"+3 f(x) - y 6 @ = 0- 1 0 ( la curva se encuentra por debajo de la asintota oblicua en ox + . 13
  31. 31. OX negativo lim x"-3 f(x) - y 6 @ = lim x"-3 x 2 - 2x ^ h - -x + 1 ^ h 6 @ = lim x"-3 x 2 - 2x ^ h - -x + 1 ^ h 6 @ x 2 - 2x ^ h + -x + 1 ^ h 6 @ x 2 - 2x ^ h + -x + 1 ^ h 6 @ ) 3 = lim x"-3 x 2 - 2x ^ h + -x + 1 ^ h 6 @ x 2 - 2x - -x + 1 ^ h2 6 @ = lim x"-3 -x 1 - x 2 a k- x 1 - x 1 ` j : C x 2 - 2x - -x + 1 ^ h2 6 @ == lim x"-3 -x 1 - x 2 + 1 - x 1 ` j a k : C -1 = +3 -1 lim x"-3 f(x) - y 6 @ = 0- 1 0 ( la curva se encuentra por debajo de la asintota oblicua en ox - . ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 - 2x ( l f x ^ h = 2 x 2 - 2x 2x - 2 = x 2 - 2x x - 1 como se ve l f x ^ h no esta definida ni en x = 0 ni en x = 2 lim x"0- l f x ^ h = lim x"0- x 2 - 2x x - 1 = lim x"0- x x - 2 ^ h x - 1 = 0+ -1 =-3 , f(0) = 0 luego el punto 0,0 ^ h la curva tiene una recta tangente vertical. lim x"2+ l f x ^ h = lim x"2+ x 2 - 2x x - 1 = lim x"2+ x x - 2 ^ h x - 1 = 0+ 1 =+3 , f(2) = 0 luego el punto 2,0 ^ h la curva tiene una recta tangente vertical. l f x ^ h = x 2 - 2x x - 1 = 0 , x - 1 = 0 , x = 1 b D f luego l f x ^ h no se anula en D f x - 3 0 2 + 3 l f x ^ h - + l f -1 ^ h 1 0 f(x) 4 0 0 3 l f 3 ^ h 2 0 la función f no tiene nio maximo ni minimo
  32. 32. 14 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x 2 e x Calcula el Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = e.x ** dominio de definición f x ^ h esxiste siempre ya que las funciones x 2 y e x sus dominios es R , luego D f = R ** simetria f -x ^ h = -x ^ h2 e-x = x 2 e-x !! f x ^ h , luego f(x) no es ni par ni impar ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x 2 e x = 0 , x 2 = 0 , x = 0 asi que la curva corta el eje x en 0,0 ^ h - Eje y ( x = 0 , y = 0 2 e 0 = 0 luego la curva corta el eje y en 0,0 ^ h ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 x2 ex ^ h = lim x"-3 x2 ex ^ h =+3.0 F.I forma indeterminada ^ h lim x"+3 x2 ex ^ h =+3. + 3 =+3 * lim x"-3 x2 ex ^ h = lim x"-3 e-x x2 a k = hopital ? lim x"-3 -e-x 2x ` j = hopital ? lim x"-3 e-x 2 ` j = 0 asi que para el eje x - negativo ^ h la curva tiene una asintota horizontal y = 0 Posición de la curva respecto a la asintota horizontal x2 ex - 0 = x2 ex $ 0 verdadero , luego la curva se encuentra por encima de la asintota. - Asintotas vertical (se fija en D f) no hay. - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas en el eje x negativo no hay asintota oblicua porque hay horizontal;asi que queda por ver si la hay en la parte del eje x positivo. m = lim x"+3 x f x ^ h a k = lim x"+3 x x2 ex a k = lim x"+3 xex ^ h =+3 ( la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje oy + ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x 2 ex ( l f x ^ h = 2xex + x 2 ex = ex x 2 + 2x ^ h l f x ^ h = 0 , x 2 + 2x = 0 , x x + 2 ^ h = 0 , x = -2 0 $ x - 3 - 2 0 + 3 l f -3 ^ h = 3e-3 2 0 l f x ^ h + 0 - 0 + l f -1 ^ h =- e-1 1 0 f(x) 3 e 2 4 4 0 3 l f 1 ^ h = 3e 1 2 0 creciente decreciente creciente maximo -2, e 2 4 a k minimo 0,0 ^ h ** Puntos de inflexión y concavidad. l f x ^ h = ex x 2 + 2x ^ h ( m f x ^ h = ex x 2 + 2x ^ h + ex 2x + 2 ^ h = ex x 2 + 4x + 2 ^ h m f x ^ h = 0 , x 2 + 4x + 2 = 0 T = b 2 - 4.a.c = 16 - 4.1.2 = 8 & T = 2 2 x = 2a -b - T = 2 -4 - 2 2 =- 2 - 2 2a -b + T = 2 -4 + 2 2 =- 2 + 2 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] 14
  33. 33. x - 3 - 2 - 2 - 2 + 2 + 3 m f -4 ^ h = 2 2 0 m f x ^ h + 0 - 0 + m f -1 ^ h =- 1 1 0 f(x) , 0,38 + 0,191 , m f 0 ^ h = 2 2 0 convexa concava convexa los puntos de inflexión son -2 - 2, 6 + 4 2 ^ he-2- 2 ^ hy -2 + 2, 6 - 4 2 ^ he-2+ 2 _ i ** Area del recinto comprendido entre la gráfica de f y la recta y = ex lo 1º es hallar la intersección de las dos funciones. x 2 ex = e.x , x xe x - e ^ h = 0 , xe x = e x = 0 $ , x = 1 x = 0 $ son los limites inferior y superior. A = funcion arriba - funcion de abajo ^ h a b # dx = e.x - x 2 ex ^ h.dx 0 1 # = 2 e x 2 7 A0 1 - x 2 ex .dx 0 1 # A = 2 e x 2 7 A0 1 - x 2 ex .dx 0 1 # dv = ex .dx & v = ex u = x 2 & du = 2x.dx % A = 2 e x 2 - x 2 ex 7 A0 1 + 2x.ex .dx 0 1 # dv = ex .dx & v = ex u = x & du = dx $ A = 2 e x 2 - x 2 ex + 2xex 7 A0 1 - 2ex .dx 0 1 # = 2 e x 2 - x 2 ex + 2xex - 2ex 7 A0 1 = - 2 e + 2 _ iu2
  34. 34. 15 Ejercicio: f: 0, + 3 6 6$ R / f x ^ h = f 0 ^ h = 0 si x = 0 xLnx si x 2 0 % a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 3 6 6 b estudiar la función y construir la fráfica de f c ecuacion de la recta tangente en x = 1 d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f ** a Estudiar continuidad y la derivabilidad de f sobre 0, + 3 6 6 Continuidad: x.lnx es continua en 0, + 3 @ 6 lim x"0+ f x ^ h = lim x"0+ x.Lnx ^ h = 0. - 3 F.I lim x"0+ x.Lnx ^ h = lim x"0+ x 1 Lnx e o = +3 -3 F.I lim x"0+ x 1 Lnx e o = aplicando L´Hopital ? lim x"0+ x 2 -1 x 1 =- x J L K K K K K K K K N P O O O O O O O O = 0 = f 0 ^ h ( f es continua en x = 0 luego la función f es continua en todo el dominio 0, + 3 6 6 derivabilidad: f x ^ h = x.Lnx ( l f x ^ h = Lnx + x x = 1 + Lnx si x ! 0 calculemos la derivabilidad en x = 0 lim x"0+ x - 0 f x ^ h - f 0 ^ h = lim x"0+ x - 0 x.Lnx - 0 = lim x"0+ Lnx =-3 & f no es derivable en x = 0 luego f es derivable en 0, + 3 @ 6 b estudio de la función y construir la fráfica de f ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x.Lnx = 0 aqui no puede decir que x = 0 porque Ln0 no existe ^ h ( Lnx = 0 ( x = 1 y como sabemos también que f 0 ^ h = 0 & x = 0 es otra solución luego los puntos de corte entre la curva y el x son 0,0 ^ h y 1,0 ^ h - Eje y ( x = 0 y f 0 ^ h = 0 ( corte entre la curva y el eje y es 0,0 ^ h. ** Asintotas - Asintotas horizontales lim x"+3 f(x) = lim x"+3 x.Lnx =+3 ( no hay asintota horizontal. - Asintotas oblicuas lim x"+3 x f(x) = lim x"+3 x x.Lnx = lim x"+3 Lnx =+3 & no hay oblicua y que la curva tiene una rama parabolica de dirección el eje y + - Asintotas verticales se fija en D f en los bordes ^ h como la función esta definida en 0 asi que no hay asintota vertical ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x.Lnx ( l f x ^ h = Lnx + x x = 1 + Lnx siendo x ! 0 l f x ^ h = 0 , 1 + Lnx = 0 , Lnx =- 1 , x = e-1 y f e-1 ^ h = e-1 .Lne-1 =- e-1 x 0 e-1 + 3 l f x ^ h - 0 + f(x) 0 4 - e-1 3 decreciente creciente e-1 , - e-1 ^ hMinimo 15
  35. 35. c ecuacion de la recta tangente en x = 1 la ecuación de una recta tangente en x = a es de la forma: r:y - f a ^ h = l f a ^ h x - a ^ h l f x ^ h = 1 + Lnx & l f 1 ^ h = 1 + Ln1 = 1 , f(x) = x.Lnx & f(1) = 1.Ln1 = 0 r: y = x - 1 ecuación de la recta tangente en x = 1 d area comprendida entre el eje de las abscisas y la función f para ello lo 1º es sacar puntos de int er sec ción entre el eje de las abscisas y = 0 y la f si x 2 0 ( f(x) = 0 , x.Lnx = 0 , Lnx = 0 , x = 1 si x = 0 ( f(0) = 0 & x = 0 luego lim ite inf erior es 0 y el sup erior es 1 Area = A = función arriba - función de abajo ^ h fijandonos en la grafica se concluye que: a b # Area = A = 0 - xLnx ^ h 0 1 # dx =- xLnx. 0 1 # dx pero resulta que la función g x ^ h = x.Lnx no esta definida en 0 ( que la int egral es impropia luego A = lim a"0 xLnx. a 1 # dx I = x.Lnx.dx resolviendo por partes # dv = x.dx & v = 2 1 x 2 u = Lnx & du = x 1 dx * I = 2 1 x 2 .Lnx - 2 1 x.dx = # 2 1 x 2 .Lnx - 4 1 x 2 asi que Area =- lim a"0 2 1 x 2 .Lnx - 4 1 x 2 8 Ba 1 =- lim a"0 - 4 1 ` j - 2 1 a 2 .Lna - 4 1 a 2 ` j 8 B = 4 1 + lim a"0 2 1 a 2 .Lna - 4 1 a 2 ` j Area = 4 1 + lim a"0 2 1 a 2 .Lna ` j F.I 6 7 8 444444 444444 = 4 1 + 2 1 lim a"0 a 2 1 Lna e o = 4 1 + 2 1 lim a"0 a 2 1 a 1 J L K K K K K K K K N P O O O O O O O O = 4 1 + 2 1 lim a"0 a ^ h Area = 4 1 u 2
  36. 36. 16 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = Ln senx ^ h ** dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si senx 2 0 , x d 0 + 2kr,r + 2kr @ 6 siendo k d Z ver figura de abajo luego D f = x/x d 0 + 2kr,r + 2kr @ 6con k d Z " , ** simetria f x + 2r ^ h = Ln sen x + 2r ^ h ^ h = Ln senx ^ h = f x ^ h luego la funcion es periodica de periodo 2r. asi que es mas que suficiente reducir el int ervalo de trabajo a 0,r @ 6ya que f es periodica. ** Corte con los ejes recordad: sena = senb , a = r - b + 2kr a = b + 2kr $ siendo k d Z cosa = cosb , a =- b + 2kr a = b + 2kr $ siendo k d Z - Eje x ( y = 0 , Ln senx ^ h = 0 , senx = 1 = sen 2 r , x = r - 2 r 2 r G + 2kr x = 2 r + 2kr Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] siendo k d Z asi que la funcion corta el eje x en ..........,x = 2 -3r ,x = 2 r ,x = 2 5r ,x = 2 9r etc. como la funcion es periodica y estamos trabajando en 0,r @ 6este int ervalo lo corta en 2 r . - Eje y ( x = 0 b D f ** Asintotas - Asintotas horizontales ya que hemos reducido el D f a 0,r @ 6y como no aparece el 3 & no hay asintotas horizontales. - Asintotas vertical (se fija en D f " 0,r @ 6en los bordes) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ Ln senx ^ h = Ln 0+ ^ h =-3 ver imag ^ h. lim x"r- f(x) = lim x"r- Ln senx ^ h = Ln 0+ ^ h =-3 ver imag ^ h. luego x = 0 y x = r son a sin totas verticales en 0,r @ 6 conclusion x = 2kr y x = r + 2kr = 2k + 1 ^ hr son las a sin totas verticales en D f . - Asintotas oblicuas y ramas parabolicas ya que hemos reducido el D f a 0,r @ 6y como no aparece el 3 & no hay asintotas oblicuas. ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = Ln senx ^ h ( l f x ^ h = senx 1 cos x = senx cos x = cotgx l f x ^ h = 0 , senx cosx = 0 , cosx = 0 = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr * siendo k d Z 16
  37. 37. aqui la solucion va dando saltos de r rad. ver imag. asi que la solución es x = 2 r en 0,r @ 6y en el D f x = 2 r + kr con k d Z x 0 2 r r l f x ^ h + 0 - f(x) 3 0 4 luego la función crece en 0, 2 r A A en D f crece en los int ervalos 2kr, 2 r + 2kr A A k d Z luego la función decrece en 2 r ,r 7 7 en D f decrece en los intervalos 2 r + 2kr,r + 2kr A A k d Z ** Puntos de inflexión y concavidad. l f (x) = senx cosx ( m f x ^ h = sen 2 x -sen 2 x - cos 2 x = sen 2 x -1 1 0 ( f es concava GRAFICA de la función 1º haremos la frafica en el intervalo 0,r @ 6y después la de 2r,3r @ 6, la de -2r,r @ 6....etc. siempre guiandonos por el D f .
  38. 38. 17 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = 1 - cos x cos 2x ^ h + sen 2 x ** Campo de existencia f x ^ h esxiste si y sólo si 1 - cosx ! 0 , cosx ! 1 = cos0 , x =- 0 + 2kr x = 0 + 2kr $ , x = 2kr , k d Z luego D f = x/x d R - 2kr " ,,siendo k d Z " , ** simetria f x + 2r ^ h = 1 - cos x + 2r ^ h cos 2x + 4r ^ h + sen 2 x + 2r ^ h = 1 - cosx cos 2x ^ h + sen 2 x = f x ^ h asi que la función f es periodica de periodo 2r,luego es suficiente hacer el estudio sobre 0,2r 6 @ y como se ve en el dominio de definición 2kr g D f asi que el estudio sera sobre 0,2r @ 6 ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , 1 - cosx cos 2x ^ h + sen 2 x = 0 , cos 2x ^ h + sen 2 x = 0 , cos 2 x - sen 2 x + sen 2 x = 0 , cos 2 x = 0 , cosx = 0 = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr * , con k d Z , x = 2 r + kr ver imag abajo 6 7 8 444444 444444 , con k d Z ya que la solución va saltando de r en r. pero como estamos trabajando en 0,2r @ 6asi que la solucion es x = 2 3r 2 r * - Eje y ( x = 0 b 0,2r @ 6( tampoco pertenece al D f ( no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales y oblicuas $ no hay ya que el intervalo 0,2r @ 6no esta el 3. - Asintotas vertical (se fija en 0,2r @ 6en los bordes) lim x"0+ f(x) = lim x"0+ 1 - cosx cos 2x ^ h + sen 2 x = 0+ 1 =+3 ver Imag. lim x" 2r ^ h- f(x) = lim x" 2r ^ h- 1 - cosx cos 2x ^ h + sen 2 x = 0+ 1 =+3 ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. recordad: sen2x = 2senx. cos x cos 2x = cos 2 x - sen 2 x cos 2 x + sen 2 x = 1 -1 # senx # 1 -1 # cos x # 1 sena = senb , a = r - b + 2kr a = b + 2kr $ k d Z cos a = cos b , a =- b + 2kr a = b + 2kr $ k d Z ---------------------------- 17
  39. 39. f(x) = 1 - cosx cos 2x ^ h + sen 2 x ( l f x ^ h = 1 - cos x ^ h2 -2sen2x + 2senx. cos x ^ h -2senx.cosx 6 7 8 44444444444444 44444444444444 1 - cos x ^ h - cos 2x + sen 2 x ^ h cos2x 6 7 8 444444444 444444444 .senx l f x ^ h = 1 - cosx ^ h2 -2senx. cos x + 2senx. cos 2 x - cos 2 x.senx = 1 - cosx ^ h2 -2senx. cos x + senx. cos 2 x l f x ^ h = 1 - cos x ^ h2 positivo 1 2 3 44444 4 44444 4 senx. cos x -2 + cos x ^ h negativo 6 7 8 444444 444444 el signo de l f x ^ h depende del signo senx. cos x l f x ^ h = 0 , -2 + cosx = 0 " imposible senx.cosx = 0 % ( senx.cosx = 0 ( cos x = 0 = cos 2 r senx = 0 = sen0 ) cosx = cos 2 r , x =- 2 r + 2kr x = 2 r + 2kr 4 , x = 2 r + kr * senx = sen0 , x = r + 2kr x = 2kr . , x = kr $ Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] siendo k d Z asi que las soluciones en 0,2r @ 6son 2 r ,r, 2 3r l f x ^ h = 1 - cosx ^ h2 positivo 1 2 3 44444 4 44444 4 senx.cosx -2 + cosx ^ h negativo 6 7 8 444444 444444 f 2 r _ i = 0 , f r ^ h = 2 1 , f 2 3r ` j = 0 x 0 2 r r 2 3r 2r l f x ^ h - 0 + 0 - 0 + f(x) 4 0 3 2 1 4 0 decreciente creciente decreciente punto minimo 2 r ,0 _ i punto maximo r, 2 1 ` j $ en 0,2r @ 6 punto minimo 2 r + 2kr,0 _ i punto maximo r + 2kr, 2 1 ` j $ en D f Gráfica de f x ^ h
  40. 40. 18 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = Ln 3x 2 - x - 2 ** Campo de existencia f x ^ h esxiste si y sólo si 3x 2 - x - 2 ! 0 , x - 1 ^ h 3x + 2 ^ h ! 0 , x ! 3 -2 1 ) luego D f = R - 1, 3 -2 $ . , todas las funciones de valor absoluto son en realidad funciones a trozos. asi que averiguemos esa función: pero antes averiguemos el signo de 3x 2 - x - 2 = x - 1 ^ h 3x + 2 ^ h x - 3 3 -2 1 + 3 x - 1 ^ h - - 0 + 3x + 2 ^ h - 0 + + 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h + 0 - 0 + por ultimo f x ^ h = f2 x ^ h = Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ si x d 3 -2 ,1 B 8= Df2 f1 x ^ h = Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ si x d -3, 3 -2 B 8, 1, + 3 @ 6= Df1 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ** Corte con los ejes se estudia por separado f1 y f2 ^ h f1 x ^ h = Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ , Df1 = -3, 3 -2 B 8, 1, + 3 @ 6 - Eje x ( y = 0 , f1 x ^ h = 0 , Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ = 0 , 3x 2 - x - 2 = 1 , 3x 2 - x - 3 = 0 x = 6 1 - 37 .- 0,85 d Df1 6 1 + 37 . 1,18 d Df1 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] luego los puntos de corte con el eje x son 6 1 + 37 ,0 c my 6 1 + 37 ,0 c m - Eje y ( x = 0 b Df1 ( no corta el eje y. f2 x ^ h = Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ , Df2 = 3 -2 ,1 B 8 - Eje x ( y = 0 , f2 x ^ h = 0 , Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ = 0 ,- 3x 2 + x + 2 = 1 ,- 3x 2 + x + 1 = 0 x = -6 -1 - 13 . 0,76 d Df2 -6 -1 + 13 .- 0,434 d Df2 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] luego los puntos de corte con el eje x son -6 -1 + 13 ,0 c my -6 -1 - 13 ,0 c m - Eje y ( x = 0 ( f 0 ^ h = Ln2 . 0,693 luego punto de corte con el eje y es 0,Ln2 ^ h ** Asintotas se estudia por separado f1 y f2 ^ h f1 x ^ h = Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ , Df1 = -3, 3 -2 B 8, 1, + 3 @ 6 - Asintotas horizontales lim x"3 f(x) = lim x"3 3x 2 - x - 2 6 @ = lim x"3 x 2 3 - x 1 - x 2 2 : C =+3 ( no hay asintota horizontal. - Asintotas verticales(se fija en D f1) lim x" 3 -2 c m - Ln 3x 2 - x - 2 6 @ = lim x" 3 -2 c m - Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ = Ln 0- 3 -2 - 1 ` j 8 B = Ln 0+ 6 @ =-3 lim x"1+ Ln 3x 2 - x - 2 6 @ = lim x"1+ Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ = Ln 5 . 0+ 6 @ = Ln 0+ 6 @ =-3 f2 x ^ h = Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ , Df2 = 3 -2 ,1 B 8 - Asintotas horizontales no hay asintota horizontal.por no existir 3 en Df2 - Asintotas verticales(se fija en D f2) lim x" 3 -2 c m + Ln -3x 2 + x + 2 6 @ = lim x" 3 -2 c m + Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ = Ln -0+ 3 -2 - 1 ` j 8 B = Ln 0+ 6 @ =-3 lim x"1- Ln -3x 2 + x + 2 6 @ = lim x"1- Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ = Ln -5 . 0- 6 @ = Ln 0+ 6 @ =-3 ver imagen de abajo para ver sentido de la curva respecto a las asintotas verticales. 18
  41. 41. ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. se estudia por separado f1 y f2 ^ h *** f1 x ^ h = Ln 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ , Df1 = -3, 3 -2 B 8, 1, + 3 @ 6 f1 (x) = Ln 3x 2 - x - 2 6 @ ( l f 1 x ^ h = 3x 2 - x - 2 6x - 1 l f 1 x ^ h = 3x 2 - x - 2 6x - 1 = 0 , 6x - 1 = 0 , x = 6 1 b D f1 En el intervalo -3, 3 -2 B 8, 1, + 3 @ 6 , 3x 2 - x - 2 2 0 estudiemos el signo de 6x - 1 ^ h 6x - 1 ^ h 2 0 si x d 1, + 3 @ 6( l f 1 x ^ h 2 0 ( f1 creciente. 6x - 1 ^ h 1 0 si x d -3, 3 -2 B 8( l f 1 x ^ h 1 0 ( f1 decreciente. * *** f2 x ^ h = Ln - 3x + 2 ^ h x - 1 ^ h 6 @ , Df2 = 3 -2 ,1 B 8 f2 (x) = Ln -3x 2 + x + 2 6 @ ( l f 2 x ^ h = -3x 2 + x + 2 -6x + 1 l f 2 x ^ h = -3x 2 + x + 2 -6x + 1 = 0 ,- 6x + 1 = 0 , x = 6 1 d D f2 En el intervalo 3 -2 ,1 B 8 , - 3x 2 + x + 2 2 0 , estudiemos el signo de -6x + 1 ^ h x 3 -2 6 1 1 -6x + 1 ^ h + 0 - l f 2 x ^ h 3 0 4 ** Construcción de la Gráfica. ln2 x=1 x=- 2/3 - 0,44 - 0,85 - 1 1 0,76 1,18 1 - 1
  42. 42. 19 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = cx + d si x d -2, 2 -1 B 8 ax + b si x d 2 -1 ,1 B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] a halla los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R ¿es derivable para los valores hallados? b estudia la función con los valores hallados. a hallar los valores de a,b,c y d para que f sea continua en R la función f esta formada por polinomios, luego los únicos puntos de posible discontinuidad son los bordes laterales. - 2- d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( f x ^ h = x 2 + x - 2 lim x"-2- f x ^ h = lim x"-2- x 2 + x - 2 6 @ = lim x"-2- x - 1 ^ h x + 2 ^ h 6 @ = 0 - 2+ d -2, 2 -1 B 8( f x ^ h = cx + d lim x"-2+ f x ^ h = lim x"-2+ cx + d 6 @ =- 2c + d como la función es continua ( lim x"-2+ f x ^ h = lim x"-2- f x ^ h (- 2c + d = 0 ( d = 2c 1+ d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( f x ^ h = x 2 + x - 2 lim x"1+ f x ^ h = lim x"1+ x 2 + x - 2 6 @ = lim x"1+ x - 1 ^ h x + 2 ^ h 6 @ = 0 1- d 2 -1 ,1 B 8( f x ^ h = ax + b lim x"1- f x ^ h = lim x"1- ax + b 6 @ = a + b como la función es continua ( lim x"1+ f x ^ h = lim x"1- f x ^ h ( a + b = 0 ( a =- b 2 -1 - d -2, 2 -1 B 8( f x ^ h = cx + d lim x" 2 -1- f x ^ h = lim x" 2 -1- cx + d 6 @ = 2 -1 c + d 2 -1 + d 2 -1 ,1 B 8( f x ^ h = ax + b lim x" 2 -1+ f x ^ h = lim x" 2 -1+ ax + b 6 @ = 2 -1 a + b como f es continua & lim x" 2 -1+ f x ^ h = lim x" 2 -1- f x ^ h = f 2 -1 ` j = 2 -3 , luego 2 -1 c + d = 2 -1 a + b = 2 -3 2 -1 c + d = 2 -3 2 -1 a + b = 2 -3 a =- b d = 2c Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] , d =- 2 c =- 1 b =- 1 a = 1 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] , Por último f x ^ h = -x - 2 si x d -2, 2 -1 B 8 x - 1 si x d 2 -1 ,1 B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ¿ derivabilidad para los valores hallados? f x ^ h = -x - 2 si x d -2, 2 -1 B 8 x - 1 si x d 2 -1 ,1 B 8 x 2 + x - 2 si x d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ( l f x ^ h = -1 si x d -2, 2 -1 B 8 1 si x d 2 -1 ,1 B 8 2 x 2 + x - 2 2x + 1 si x d -3, - 2 @ 6, 1, + 3 @ 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] 19
  43. 43. f es derivable en todo el dominio solo falta averiguar si lo es en los laterales del dominio. 1+ d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( f x ^ h = x 2 + x - 2 lim x"1+ x - 1 f x ^ h - f 1 ^ h = lim x"1+ x - 1 x 2 + x - 2 - 0 = lim x"1+ x - 1 x - 1 ^ h x + 2 ^ h en 1+ x - 1 ^ h x + 2 ^ h 2 0 ( x - 1 ^ h x + 2 ^ h = x - 1 ^ h x + 2 ^ h asi que lim x"1+ x - 1 x - 1 ^ h x + 2 ^ h = lim x"1+ x - 1 ^ h x + 2 ^ h = 0+ 3 =+3 & no es derivable en 1 ;pero aún asi calculemos lim en 1- 1- d 2 -1 ,1 B 8( f x ^ h = x - 1 lim x"1- x - 1 f x ^ h - f 1 ^ h = lim x"1- x - 1 x - 1 - 0 = lim x"1- 1 = 1 aunque llegara a ser 3 no seria derivable. - 2- d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( f x ^ h = x 2 + x - 2 lim x"-2- x + 2 f x ^ h - f -2 ^ h = lim x"-2- x + 2 x 2 + x - 2 - 0 = lim x"-2- x + 2 x - 1 ^ h x + 2 ^ h en - 2- x - 1 ^ h x + 2 ^ h 2 0 ( x - 1 ^ h x + 2 ^ h = - x - 1 ^ h - x + 2 ^ h asi que lim x"-2- x + 2 x - 1 ^ h x + 2 ^ h = lim x"-2- - x + 2 ^ h ^ h 2 - x + 2 ^ h - x - 1 ^ h = lim x"-2- - x + 2 ^ h - x - 1 ^ h = 0+ 3 =+3 asi que ya podemos decir que f no es derivable en - 2 2 -1 + d 2 -1 ,1 B 8( f x ^ h = x - 1 l f - 2 1 - ` j = lim x"- 2 1- x + 2 1 f x ^ h - f 2 -1 ` j = lim x"- 2 1- x + 2 1 x - 1 + 2 1 + 1 = lim x"- 2 1- x + 2 1 x + 2 1 = 1 2 -1 - d -2, 2 -1 B 8( f x ^ h =- x - 2 l f - 2 1 + ` j = lim x"- 2 1 + x + 2 1 f x ^ h - f 2 -1 ` j = lim x"- 2 1 + x + 2 1 -x - 2 - 2 1 + 2 = lim x"- 2 1 + x + 2 1 -x - 2 1 =- 1 como l f - 2 1 + ` j ! l f - 2 1 - ` j ( f no es derivable en x =- 2 1 b estudio la función con los valores hallados. f x ^ h = f3 x ^ h =- x - 2 si x d -2, 2 -1 B 8 f2 x ^ h = x - 1 si x d 2 -1 ,1 B 8 f1 x ^ h = x 2 + x - 2 si x d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ** corte con los ejes se estudia por separado - por intervalos ^ h en -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( f x ^ h = f1 x ^ h = x 2 + x - 2 eje x ( y = 0 , x 2 + x - 2 = 0 , x 2 + x - 2 = 0 , x - 1 ^ h x + 2 ^ h = 0 , x = -2 1 $ luego 1,0 ^ hy 2,0 ^ h son los puntos de corte entre la curva y el eje x eje y ( x = 0 b -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( f1 no corta el eje y ----------------------- en 2 -1 ,1 B 8( f x ^ h = f2 x ^ h = x - 1 eje x ( y = 0 , x - 1 = 0 , x = 1 ( 1,0 ^ h punto de corte entre f2 y el eje x. eje y ( x = 0 ( f2 0 ^ h =- 1 ( 0, - 1 ^ h punto de corte entre f2 y el eje y. ----------------------- en -2, 2 -1 B 8( f x ^ h = f3 x ^ h =- x - 2 eje x ( y = 0 ,- x - 2 = 0 , x =- 2 ( -2,0 ^ h punto de corte entre f3 y el eje x. eje y ( x = 0 b -2, 2 -1 B 8( f3 no corta el eje y.
  44. 44. **Asintotas seestudiaporseparado - porintervalos ^ h AsintotaHorizontal *** en -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6( fx ^h = f1 x ^h = x 2 + x - 2 lim x"3 f1 x ^h = lim x"3 x 2 + x - 2 = lim x"3 x 1 + x 1 - x 2 2 = lim x"-3 -x ^h =+3 lim x"+3 x ^h =+3 * ( nohayasintotahorizontal. *** en 2 -1 ,1 B 8y en -2, 2 -1 B 8 nohayasintotahorizontal.pornoexistir 3 AsintotaVertical lim x"-2- fx ^h = lim x"-2- f1 x ^h = lim x"-2- x 2 + x - 2 = lim x"-2- x - 1 ^ h x + 2 ^ h = 0 lim x"-2+ fx ^h = lim x"-2+ f3 x ^h = lim x"-2+ -x - 2 ^ h = 0 _ ` a b b b b b b b b b & nohayvertical lim x"1+ fx ^h = lim x"1+ f1 x ^h = lim x"1+ x 2 + x - 2 = lim x"1+ x - 1 ^ h x + 2 ^ h = 0 lim x"1- fx ^h = lim x"1- f2 x ^h = lim x"1- x - 1 ^ h = 0 _ ` a b b b b b b b b b & nohayvertical lim x" 2 -1+ fx ^h = lim x" 2 -1+ f2 x ^h = lim x" 2 -1+ x - 1 ^ h =- 2 3 lim x" 2 -1- fx ^h = lim x" 2 -1- f3 x ^h = lim x" 2 -1- -x - 2 ^ h =- 2 3 _ ` a b b b b b b b b b b b b b b & nohayvertical **Maximo,minimo,crecimiento,decrecimiento fx ^h = -x - 2 six d -2, 2 -1 B 8 x - 1 six d 2 -1 ,1 B 8 x 2 + x - 2 six d -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ( l fx^h = l f 3 x ^h =- 1 six d -2, 2 -1 B 8 l f 2 x ^h = 1 six d 2 -1 ,1 B 8 l f 1 x ^h = 2x 2 + x - 2 2x + 1 six d -3, - 2 @ 6, 1, + 3 @ 6 Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] l f 1 x ^h = 2x 2 + x - 2 2x + 1 = 0 , 2x + 1 = 0 , x = 2 -1 g -3, - 2 @ @, 1, + 3 6 6 como2x 2 + x - 2 2 0en -3, - 2 @ 6, 1, + 3 @ 6 asiqueelsignode l f 1 x ^h dependedelsignode2x + 1 Enconclusi ón l f 1 x ^h 1 0en -3, - 2 @ 6 ( f decreciente , l f 1 x ^h 2 0en1, + 3 @ 6 ( f creciente l f 2 x ^h 2 0en 2 -1 ,1 B 8( f creciente , l f 3 x ^h 1 0en -2, 2 -1 B 8( f decreciente
  45. 45. 20 Ejercicio: Estudiar y dibujar la función f x ^ h = x senx ** Campo de existencia = dominio de definición f x ^ h esxiste si y sólo si x ! 0 , luego D f = R* ** simetria f -x ^ h = -x ^ h sen -x ^ h = - x ^ h -sen x ^ h = x senx = f x ^ h ( la función es par,asi que vamos a hacer un estudio sobre el intervalo 0, + 3 @ 6ya que la función es simetrica respecto al eje de ordenadas. ** Corte con los ejes - Eje x ( y = 0 , x senx = 0 , senx = 0 = sen0 , x = kr siendo k d Z* - Eje y ( x = 0 b D f ( la curva no corta el eje y ** Asintotas - Asintotas horizontales Recordad: no existe lim x"3 de senx y cosx pero si que estan acotados -1 # cosx # 1 -1 # senx # 1 $ lim x"+3 x senx = ??? útilizando el metodo de la guardia civil sabemos que - 1 # senx # 1 y x d 0, + 3 @ 6 luego x -1 # x senx # x 1 x -1 # x senx # x 1 ( lim x"+3 x -1 # lim x"+3 x senx # lim x"+3 x 1 ( 0 # lim x"+3 x senx # 0 luego podemos confirmar que lim x"+3 x senx = 0 ( y = 0 es la asintota horizontal. - Asintotas vertical (se fija en D f " ya que f es par nos fijaremos en 0, + 3 @ 6) lim x"0+ x senx = 0 0 F.I aplicando L´Hopital $ lim x"0+ x senx = lim x"0+ 1 cosx = 1 y como f es par podemos concluir que lim x"0- x senx = 1 por último f no tiene asintota vertical en x = 0 ** Maximos,Minimos,intervalos de crecimiento y de decrecimiento. f(x) = x senx ( l f x ^ h = x 2 x.cosx - senx l f x ^ h = 0 , x 2 x.cosx - senx = 0 , x.cosx - senx = 0 , x = cosx senx = tagx para resolver la ecuación x = tagx es haciendo la grafica de las dos funciones g x ^ h = x y h x ^ h = tagx la solución son los puntos de intersección de las curvas de las funciones g y h viendo las graficas de h y g se ve que tienen infinitas soluciones,pero siempre seguiendo una pauta en 2 -r , 2 r 7 Ahay una solución,en 2 r , 2 3r 8 Bhay una solución en 2 3r , 2 5r 8 Bhay una solución,en 2 5r , 2 7r 8 Bhay una solución,......asi sucesevamente hasta el 3 se observa que siempre tenemos un intervalo de longitud r lo que nos indica que siempre hay una solución de la ecuacion en el intervalo 2 -r + kr, 2 r + kr 7 A siendo k d Z* Tabla de variación x 0 2 3r - b _ i 2 5r - c _ i 2 7r - c _ i.................. l f x ^ h - 0 + 0 - 0 + .......... f(x) 4 3 4 3 .............. 20
  46. 46. , , , , : , , , , , : sin sin sin sin sin sin tan min sin sin sin sin la funcion f existe si y solo si x x x x x x x x x corte eje y x f x y x luego C corta eje oy en el punto x corte eje x y x x x x x x x x x luego C corta eje ox en el punto asi que x x x f x x x x x x x x x x x x x x x x x porque x como f x esto implica que la recta y es la a tota horizontal cuando x tiende al f x x x x x x x x x porque x f x x x no tiene a tota horizontal cuando x tiende al asi que veamos si tiene a tota oblicua cuando x tiende a son de la forma y mx n siendo m x f x y n f x mx m x f x x x x x x x x x x x x x x x x m Ahora toca calcular n f x mx n f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x luego la recta y x es la a tota oblicua f x y x x x x x x x x x x x x x x eso implica que la a tota oblicua y x no corta la curva hallemos su posicion respecto a C f x y x x x x x x x x x x en el apartado anterior cuando hallemos el valor de n aparece x x x asi que f x y x x x luego f x y f x y esto implica que la curva C esta por encima de la a tota oblicua y x Estudia la funcion f x x x x Halla la recta gente en x y x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Respuesta Campo de existencia Do io de definicion y corte con los ejes A totas a tota horizontal A tota oblicua Puntos de corte entre la a tota oblicua y la funcion y su posicion respecto a la curva 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1 4 1 0 4 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 0 0 2 2 1 0 1 f f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x absurdo f x x x x x x x f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim , 8 + & + & + + + , + $ $ + + + & + + , d , 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 $ $ $ - - - = = = - + = = = - + + - - - - + = = - = - = - + - + - - + = = = = + - = + - - + = + - = + - + - = = + = = + = = - - = + - =- - = + - =- - - = + = = - = = - - = - - = - - = + - = = - = - = - - - = - - - = - - - - + - - + - - + - - + = - - - = - - - = - =- = - = - - = - - - = - - - = - - = - + = = - - = - - - + = - - - + = - - - + - - - = - = - - - + = + = - = - = - - = = - - - - - - - - - - - - = $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ . 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 + + + + + + + + + - - - - - - - - - =- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + Q Q Q Q Q Q Q Q Q R Q S R Q Q S R Q R Q S R R Q Q S Q Q R R R Q Q Q Q Q S Q V V V V V V V V V V W X W V V X W V X W V V W V W X V V W W V V W V V V X V " " " # " " # " " " # " # # " # " " % % % % % % & % % & % & & % & % % & G L M O 21
  47. 47. , . , , , , , . , , , exp tan tan int la funcion x x y x x x son continuas sobre D y como la funcion es continua en entonces la funcion x x x composicion de dos funciones continuas es continua sobre D por seguiente la funcion x x x x es continua sobre D la funcion x x es derivable sobre D y la funcion x x x es derivable sobre D como la funcion es derivable sobre y como la funcion x x x es es positiva o nula sobre D luego x x x es derivable sobre D menos los ceros de la funcion es decir que la funcion es derivable derivable sobre hallemos la resion de f f x x x x f x x x x x x f x x x x f x x x x x x x x x x x es absurdo esto nos indica que la funcion f x x f f f f creciente decreciente x f x f x x x x x x x x x x x x x la curva de la funcion f C admite en el punto de abscisa x una media gente paralela al eje OY x f x f x x x x x x x x x x x x x x luego C admite en el punto de abscisa x una media gente paralela al eje de las ordenadas oy continuidad y derivabilidad Maximos Minimos ervalos de crecimiento y de decrecimiento Tangente en x y x 0 0 1 1 1 2 1 2 1 1 2 2 1 0 2 2 1 1 2 1 2 4 4 1 4 4 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 2 1 1 2 3 0 2 1 4 2 4 1 1 2 2 1 2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 R f f f f f f f x x x x x x f x x x x x f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 2 0 0 2 0 0 0 1 1 2 1 1 1 lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim 7 7 7 7 7 7 7 7 & + + & + 3 4 , 3 3 3 3 3 3 3 2 1 ! - - - - - + - - - + = - - = - - = - - - = - - - = - - = - = - - + = - = = - + - = - + - - = + + - = - - - = - = - - - = - - = - - = + - = + - =+ = - - = - - - - = - - - - = - - - - - - = - =- = = = " " " " " " " " " " + - =- + - - - - - + + + + + l l l l l l l l l Q Q Q Q Q T Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q S Q Q V V V V V Y V V V V V V V V V V V V X V # " " " " # % & % % % & L
  48. 48. , , , . , . , , . , : : . : : sin sin sin sin min sin int sin sin sin f x existe si y solo si x x asi que D f x x x x x f x que la curva no es simetrica ni respecto del origen de coordenadas eje ox ni respecto del origen de ordenadas eje oy y x x x asi que el punto es el punto de corte entre C y el eje ox x y asi que el punto es el punto de corte entre C y el eje oy f x x x x x y es la a tota horizontal f x y x x x x cuando x C esta debajo de la a tota y x cuando x C esta encima de la a tota y f x x x y f x x x asi que x es una a tota vertical no existe ya que existe la horizontal f x x x f x x x x x x f la funcion f x es creciente f en todo el do io de definicion D f x x x f x x f x x x x x x x f concava C dirige su concavidad hacia la parte del eje oy f convexa C dirige su concavidad hacia la parte del eje oy Respuesta Estudiar y representar la funcion f x x x Campo de existencia Simetria corte con los ejes a totas Maximos Minimos y ervalos de crecimientos Concavidad eje x eje y a tota horizontal posicion de la A H respecto a C a tota vertical a tota oblicua 1 2 0 2 2 2 2 2 2 3 2 3 3 0 2 3 0 0 0 0 0 2 0 3 0 0 0 0 4 2 3 3 3 3 2 3 3 2 6 2 6 6 0 0 3 2 6 6 0 0 3 2 3 0 6 2 3 0 6 2 5 2 3 2 3 2 3 1 2 6 0 2 6 2 3 2 6 2 6 2 2 1 2 12 2 2 12 2 2 3 R 4 f f f x x x x f x f x x x x f f f f 2 2 2 2 2 2 2 4 3 lim lim lim lim lim lim lim lim lim + & & + + & + & & " & " ( 3 3 , ! , , + + 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 2 2 ! ! ! - = - = - + - = - - - = + - = - = = = = - = = - = - =- =- - = - - - = - - = - = + =- - = + = - =- = - = =+ = - = =- = = - = - - - - = - - + + + = - = - = - - - - = - - = - - + + - + - = - $ $ $ " " $ $ $ $ 3 3 3 3 3 + - - + + - - - + + l l l m m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V " " % % E H 22
  49. 49. : , , . , , , , , , , , , , , , : : : , : : arccos arccos arccos arccos cosarccos cos arccos cos cos cos arccos arccos arccos arccos arccos arccos arccos arccos arccos arccos arccos int arccos int int sea la funcion f de variable real x definida por f x x f x existe Ssi f x x x x x asi que D f x x x f x asi que la funcion f es una funcion par luego podemos restringir el estudio de la funcion sobre el conjunto Eje x y x x x x asi que el punto es el punto de corte entre C y el eje ox Eje y x y y y asi que el punto es el punto de corte entre C y el eje oy y ar f x y f x f x f x x f x x x x x x x x x x x x f x existe si y solo si x x x x ya que x luego x f x x derivabilidad de f a la derecha de x f x f x x x x F I aplicando l hopital x derivabilidad de f a la izquierda de x f x f x x x x F I aplicando l hopital x f x x y f x x x f x f f f x la funcion f es creciente en el ervalo y por ser unaa funcion par f es tambien en f x x f x x f x x x en x f x por ser una funcion par asi que f es en f x el ervalo Respuesta Campo de existencia D Periocidad Corte con los ejes Maximo Minimo e ervalos de crecimientos Concavidad 5 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 2 2 2 2 2 2 1 1 0 2 3 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 4 1 1 1 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 2 2 2 0 0 0 1 1 0 1 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 0 1 0 0 2 2 0 2 1 2 2 0 2 0 1 0 2 1 2 0 0 2 2 0 1 2 2 2 2 0 0 2 0 2 2 0 f f f x x x x x x x x f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 2 2 2 0 0 2 0 2 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 lim lim lim lim lim lim lim lim + + + + , + + + + , + + + ( ( ( ( 3 & 3 ! d , , 6 3 2 ! ! # # # # # # # # # # $ r r r r = - - - - - - - = - - = - - = - = = - = - = - = = = = = = = = = - - = - = - - - - = - - + = - + = - + = = - + - - = - - - = - = = - + = = - - = - - - - = - - - = - - = = - + = =+ = - = - + + = = = - = - = - = - + = - + + - $ $ $ $ $ $ $ $ - + + + + + - - - - l l l l l l l l m m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q R R Q T Q Q Q Q Q Q Q Q Q R R R R V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V W V W V V V V V V V V V V Y V W W W W " ! " ! " " " " " " " % % $ $ % % % % % G 23
  50. 50. : , , . , , : : . . : : lim ln ln sin sin sin ln sin sin sin Sea la funcion f de variable real x definida por f x x Ln x Estudia la funcion calcula la superficie de la parte del plano itado por la curva C eje de las abscisas y las rectas x y x f x existe Ssi x x luego D Observacion mucho cuidado nunca nunca se debe hacer calculos ni simplificar la funcion y despues hallar D imaginaros si llegaramos a hacerlo fijaros cual seria el D f x x Ln x x Ln x llamamosla g x x Ln x asi que g x existe Ssi x x luego D por conseguiente D D asi que mucho cuidado Eje y x y D no hay punto de corte entre C y el eje oy Eje x y x Ln x x x x x e x A ver la imagen de las dos funciones e y x la solucion a la ecuacion A son x o bien x y como las dos soluciones al D podemos concluir que no hay punto de corte entre C y el eje ox A tota Horizontal f x x Ln x x Ln x no hay a tota horizontal A tota vertical f x x Ln x x es la a tota vertical A tota oblicua x f x x x Ln x x no hay oblicua esto nos indica que la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy Respuesta Campo de existencia D Corte con los ejes A totas 2 1 1 2 2 3 1 1 0 1 1 2 1 1 1 1 0 1 1 1 2 0 0 0 2 1 0 2 1 1 1 1 0 1 2 3 2 1 1 1 2 1 1 2 0 1 2 1 2 1 2 1 1 f f f f g g f f f x x f f x x x x x x x x aplicar L hopital x f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 0 2 2 lim lim lim lim lim lim lim lim lim , , , ( , , , , , ( ( ( , d 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 ! ! b b a = - - - - = = - = + = - - = - - = - - - = - + = = - - = = - = - = - - = = - - = - - = - - =- = - - = - = - - =+ = = - - =+ - - =+ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 3 3 3 3 3 3 3 3 3 + + + + + + + + + + = + + Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V ! ! ! " " ! " $ $ % % $ $ % 6 7 8 44444444 4 44444444 4 6 7 8 44444 4 44444 4 24
  51. 51. , , . , , , , ; , , . . . . . . . . . , , , : : ln ln ln ln ln ln int ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln int sup f x x x f x x x f x x x x x x x x x x x x x x x luego D x x f negativo f f f decrece crece f x x x f x x x f x d x x x f f concava C derige su concavidad hacia la parte positiva del eje oy A x x dx x dx x dx x B B x dx egrando por partes dv dx v x u x du x dx B x x x x dx x x x x dx x x x dx B x x x x dx x x x x A x x x x x u Maximos Minimos e ervalos de crecimiento Concavidad Calculo de erficie 4 2 1 2 1 2 0 2 1 2 0 2 1 2 2 2 2 0 4 1 4 1 1 0 2 1 2 5 0 2 1 2 5 2 1 2 5 0 2 1 5 2 1 5 0 2 1 5 0 2 1 5 1 62 1 1 62 4 2 4 3 2 0 0 2 1 5 3 5 0 2 6 85 6 85 1 62 6 85 5 2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 0 1 6 2 1 2 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 2 2 1 9 3 8 2 3 2 2 1 2 2 2 2 1 3 19 2 4 2 3 25 4 2 3 25 4 0 69 5 56 f Minimo f 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 3 2 2 3 2 3 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 ( + + + + + + + , 4 3 ( , & & , 3 3 1 1 2 b - - - = - - = - - = - - = = - - - = - + - - = - - = - - - + = - + - - = = - = + + = - - + + = + - = - - = - - = - - = + - + + = - - = - - = - = - = = = - = - = - - - = - - - - + = - - + - = - - - - = - - - - = - - + + - = - - - + + - = + - = - = - - l l l l l m m Q Q T Q Q Q Q Q T Q Q Q Q Q S Q T Q Q Q Q Q T S Q Q Q T Q Q Q Q Q S S T V V V Y V V V V V V V Y V V V X V V V Y V V V X V V Y Y V V V V V X X Y ! ! # ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! # ! ! ! & $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ & $ $ $ Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] G 1 2 3 44444 4 44444 4 # # # # # # # #
  52. 52. : , , , , , , , , , , , , , , ln ln ln int ln sin ln ln sin sin ln ln sin ln ln int int int max min min sin Estudia la funcion f x x Respuesta f x existe Ssi x x luego D f x x x f x f es una funcion par podemos restringer el estudio de la al ervalo Eje x y x x x puntos de corte entre eje x y la curva son y Eje y x D luego la curva no corta el eje y A tota Horizontal f x x x como f es par f x lo que implica que no hay a tota horizontal A tota Vertical f x x x como f es par f x lo que implica que x es la a tota vertical f x x x ya que trabajamos en el ervalo f x x ya que x x f x f es strictamente creciente en el ervalo f x y por ser par lo es en el ervalo no hay ni imo ni imo f x x f x dirige su concavidad hacia la parte negativa del eje oy x f x f x Do io de definicion Simetria Corte con los ejes A totas Maximo Minimo Concavidad 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 R* f f x x x x x x x x 0 0 0 0 2 lim lim lim lim lim lim lim lim + ( ( , + + + , & & ( 3 4 ! d + 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 1 ! b = = - = - = = + = = = = - = = = =+ =+ = = =- =- = = = + = + + + + - = - + - $ $ $ $ $ $ $ $ 3 3 3 3 3 3 3 3 + + + - - + - + + + + - l l m m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V " " " " " % % % % % 25
  53. 53. : , , , , , , , , , , , , , , ln det min min ln ln ln ln sin ln ln sin ln ln ln ln ln ln ln ln inf sin inf Sea la funcion f x x mx er a el conjunto de valores de m para los cuales el do io de definicion es igual a estudia la funcion para m y graficala demostrar que la curva C admite un eje de simetria Para m haz lo mismo Respuesta los valores de m para los cuales D f x existe Ssi x mx x mx m m x m m m m m m asi que si m D f x x x como D eje x y x x x x x x asi que la curva C corta el eje x en el punto eje y x y luego C corta el eje y en el punto A tota Horizontal f x x x x no hay A H A tota oblicua x f x x x x x x x x F I Aplicando L hopital x f x x x x x x x C tiene una rama parabolica de direccion el eje ox f x x x f x x x x f x x x f x f x Decrece Crece Minimo f x x x f x x x x f x x x x x x x x x x f x x x x f x x x x x x el signo de f depende de x x f x f f f x puntos de lexion Campo de existencia Corte con los ejes A totas Maximo Minimo Puntos de lexion 2 1 2 2 3 4 3 1 2 0 4 4 2 0 2 4 2 0 4 2 0 8 8 8 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 0 2 2 1 1 0 1 1 0 0 2 0 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 2 2 0 1 1 0 0 1 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 4 1 1 2 4 0 2 4 0 2 0 0 2 2 4 0 0 1 6 0 1 2 0 2 2 0 2 2 2 R R R R m m x x x x x x x x x x f f f f f f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 m m 2 2 2 2 lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim ( + + + + + + ( ( , + + + + , + ( ( ( + ( ( + + 3 4 d + , + 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 ! = - + = = = - + - + - + - - + - + - - - = = - + - = = - + = - + = - = = = = = - + = - =+ = - + = - + = = - + - = = = = - + = - + - = = - + - + = - + = - + - = - + - + - - - = - + - + = - + - + = - + = = = - + - + - + - - =- = $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 + + l l l l m m m m m m m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q S Q Q Q Q T Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V X V V V V V Y V V V V ! " # ! " ! # ! % $ % & $ $ & $ G % 26
  54. 54. , , , , , , , . ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln sin ln sin sin ln ln ln ln ln ln sin ln sin demostrar que la curva C admite un eje de simetria f x x x para hallar el eje de simetria hagamos un cambio de variable para que f x sea una funcion par f x x x x sustituyendo x por X la funcion queda asi f X X y f X X X f X luego f es par en conclusion el eje de simetria es X x x Grafica de f f x x x f x existe Ssi x x x x x x x x x asi que D Eje x y x x x x x x x D D y puntos de corte entre la curva y el eje x Eje y x y en conclusion el punto es punto de corte entre la curva y el eje y A tota Horizontal x x x no hay a tota horizontal A tota Vertical x x x x A vertical x x x x A vertical A tota Oblicua x f x x x x F I aplicando L hopital x x x x x x C tiene una rama parabolica de direccion el eje ox Campo de existencia Corte con los ejes A totas 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 3 2 0 2 1 0 1 2 1 0 1 2 1 0 1 2 0 0 1 2 0 3 2 0 3 2 1 3 1 0 9 4 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 0 2 3 5 0 0 2 0 2 1 3 2 3 2 2 3 4 1 0 1 3 2 2 3 4 1 0 2 3 2 3 2 2 3 2 2 0 , f f x x x x x x x x x x f f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 3 3 3 3 lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim + + , + + + , + ( ( ( & , d d 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 D = - + = - + = - + - = + - = - + = + = = - = = - + - + - - - + - - + + - - - - + - - + - + = - + = - + = - + = - + = = - = = - + + - = = - + =+ - + = - - = =- = - + = - - = =- = = - + = - + - = = = $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 3 3 3 3 3 3 + + - - + + T Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q T Q Q Q Q Q Q T Q Q Q Q S Q S Q Q V V V V V V V V Y V V V V V V Y V V V V V V V V Y V V X V X V V " ! # ! " # # % % $ $ & & & Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] _ ` a b b b b b b b b b b
  55. 55. , 5 , , , ln int inf ln ln ln ln inf f x x x f x x x x f x x x D x f x no nos enteresa ya que f x ervalo D decrece crece f x x x x f x x x x x asi que su signo depende de x x hallemos su signo x x x x x x x se concluye que f x no hay puntos de lexion x f x f x Veamos si C admite un eje de simetria f x x x x x x asi que remplazando x por X f x X es una funcion par ya que f X f X asi que X x x eje simetria Maximo Minimo Puntos de lexion 3 2 3 2 2 3 0 2 3 0 2 3 1 2 3 2 1 2 3 2 2 3 3 2 2 6 5 2 6 5 2 6 5 2 3 2 2 3 4 9 4 9 4 10 2 2 3 4 1 0 0 1 2 3 2 3 4 9 4 9 2 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 0 2 3 f f se hautilizado a b 3 2 3 2 3 3 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 2 2 2 3 2 3 3 4 3 3 2 & + + & ( + 3 4 + + 3 3 3 3 1 1 b b = - + = - + - = - = = - + - + = - + - = - + - + - - + - - + - =- - + =- - + - + =- - + - + - - = - + = - + - + = - - - = - - = = - = = ! 3 3 3 3 + - - + l l l l ll ll ll Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q S S Q Q S Q Q Q S Q S V V V V V V V V V X V V V V V X V X V X V X # # ! # # & $ & & & 6 7 8 44444444444 4 44444444444 4
  56. 56. : : : : : , , , : . : . , , . . , , , , . . . . . . , , , , ln ln ln ln ln ln ln sin ln ln sin sin ln ln ln ln ln ln ln sin ln ln ln ln ln ln ln ln max min ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln inf sin max min inf Estudia la funcion f x x x Respuesta f x existe Ssi x x existe x e x D e e eje y x D C no corta el eje y eje x y x x x x C corta el eje x en A tota Horizontal f x x x F I aplicando L hopital f x x x y es la a tota horizontal A tota vertical f x x x F I aplicando L hopital x x f x x x f x x x vea la grafica de x salen los ceros para entender de donde asi que x e es una a tota vertical f x x x f x x x x x x x x x x f x x x el signo de f depende del signo de x como estamos trabajando en D e e se concluye que f x strictamente creciente a decir que no hay imos ni imos f x x x f x x x x x dx d x x x x x x x x x x f x x x x x x x x x x x f x x x x e D x e e f x x x x signo de f depende de f x x asi que x x f x x e x e e punto de lexion Campo de existencia Corte con los ejes A totas imo imo Puntos de lexion 1 1 1 0 0 0 2 0 0 1 0 0 1 1 0 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 01 1 0 1 1 1 0 99 1 0 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 5 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 1 1 1 2 1 f f f f x x x x x x x x x e x e x e x e f f 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 4 2 3 1 1 2 4 2 2 2 2 1 1 lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim lim + ( , ( , + + + & ( ( ( + + + + + + + 3 4 , , d + , + 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 ! ! b = - - = + = = - = = = = - = = - = - =- =- = - = = - =- = - = - = =- = - = - = =+ + - = = - = - - - - = - = - = - = + = - = - - = - = - + - - = - + - + = - = - - = - - + = - + = + = =- = + = - - - + - - - - - - $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 3 3 3 3 3 - + - - - - + + + + + - - l l l l l m m m m m l Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q S Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q S Q Q Q Q T S Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V V X V V V V V V V V V V V V Y V V X V V X V V V V V V V V ! ! ! " ! " $ $ $ % $ % G G G _ ` a b b b b b b b b b b J J 27
  57. 57. . : . . . . , . , . : : : , , , : : sin sin max min sin inf Estudia la funcion f x e e Respuesta f x existe Ssi e e x luego D Eje x y e e e imposible ya que e C no corta eje x Eje y x D C no corta eje y A tota Horizontal f x e e e e e y A H A tota Vertical e e e e vea la grafica de e para ver de donde salen los ceros y f x e e f x e e f es strictamente decreciente no hay ni imo ni imo f x e e e e e e e e e el signo de f depende de e e e e e e e e x x x f x f x Campo de Existencia Corte con los ejes A titas Maximo Minimo Puntos de lexion 1 2 1 1 0 1 0 0 2 0 1 2 0 0 0 0 3 1 2 1 1 2 2 2 1 2 0 9 1 2 0 2 1 2 1 1 1 2 0 2 4 1 2 1 2 0 5 1 2 1 4 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 0 1 0 1 2 0 0 0 R x x x x f x x x x f f f x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 0 0 2 4 2 4 3 3 3 2 2 2 2 2 lim lim lim lim lim + + , + + & , & ( ( & & ( + + + + 3 4 + , 3 3 3 3 2 1 2 2 2 2 2 g = - - = = = = - = - = = = = - = - = = - = - = =- - = - = =+ + - = - = - - = - - - + - = - - - - = - - - + - + $ $ $ $ $ 3 3 3 3 3 - + - + - + l m m m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q S Q V V V V V V V V V V V V V V V X Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] E H 28
  58. 58. : , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ; , , ; , , , , , , , , , , ; , , , , , ; , : : : : , , , : : min sin sin sin inf sin inf Estudia la funcion f x x x Respuesta D ya que f x es un polinomio f x x x x x f x f es una funcion impar es simetrica del origen O asi que podemos restringir el do io a Eje x y x x x x x x x significa que la curva corta el eje x en Eje y x y C corta el eje y en A tota Horizontal x x x x no hay a tota horizontal A tota Oblicua x f x x x x x x asi que la curva tiene una rama parabolica de direccion el eje oy f x x x f x x x f x x x x x x x f f x f f x Max Min f x x x f x x x f x x x f x x x x x x y f f es impar f x f x f x hay tres puntos de lexion Campo de Existencia Simetria Corte con los ejes A totas Maximo Minimo Puntos de lexion 3 1 2 3 3 0 0 0 3 0 3 0 3 0 3 3 0 3 0 0 0 3 0 0 0 0 0 4 3 1 3 3 5 3 5 9 0 5 9 0 5 3 5 1 34 5 3 5 1 34 0 1 34 0 1 34 5 3 5 2 9 5 3 5 2 9 2 9 0 2 9 1 34 2 9 1 34 2 9 5 3 5 9 20 18 20 18 0 2 10 9 0 10 3 10 0 95 10 3 10 0 95 0 10 3 10 1 8 10 3 10 100 10 567 1 8 0 95 0 0 95 0 0 0 1 8 0 1 8 0 95 1 8 0 0 0 95 1 8 R f f x x x x x 5 3 5 3 5 3 5 3 3 2 5 3 5 2 5 3 5 5 3 4 2 2 2 5 3 4 2 3 3 2 lim lim lim lim lim ( , + + + , + ( ( ( + + ( ( + + 3 4 ! + , + , 3 3 3 3 3 3 3 - - - - - = - = - = - - - =- - =- + = - = - = =- = = - = = - = - = = - = =+ = - = - = - = =- =- = = - - + - + - - + - - - - = - = - = - = - = - = = - - - = = - =- - - + - + - + - - - $ $ $ $ $ ! ! 3 3 3 3 3 3 3 - + l l l l m m m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q R T Q Q T R T T T Q V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V W V V V Y V W Y Y Y Y V ! " ! " $ $ Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] Z [ ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] 29

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