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Análisis Matemático 66
2024
GUTIERREZ (ÚNICA)
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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)
Práctica 6: Teorema del Valor Medio
1.
a) Considere la función $f(x)=x^{2 / 3}$ definida en el intervalo $[-1,1]$. Esta función es continua sobre este intervalo y $f(-1)=f(1)$. Sin embargo, su derivada no se anula nunca. ¿Por qué esto no contradice el Teorema de Rolle?
a) Considere la función $f(x)=x^{2 / 3}$ definida en el intervalo $[-1,1]$. Esta función es continua sobre este intervalo y $f(-1)=f(1)$. Sin embargo, su derivada no se anula nunca. ¿Por qué esto no contradice el Teorema de Rolle?
Respuesta
Aclaración: Los primeros 4 ejercicios de esta práctica son bastante teóricos y no tienen nada que ver con el enfoque de los parciales. La posta en esta práctica arranca después.
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Hecha esta aclaración, te lo dejo acá resuelto:
El Teorema de Rolle nos dice lo siguiente: Supongamos que \(f\) es una función que cumple con todas estas condiciones...
1. \(f\) es continua en el intervalo cerrado \([a, b]\).
2. \(f\) es derivable en el intervalo abierto \((a, b)\).
3. Los valores de la función en los extremos del intervalo son iguales, es decir, \(f(a) = f(b)\).
Si se cumplen estas condiciones, entonces existe al menos un punto \(c\) en el intervalo abierto \((a, b)\) donde la derivada de la función se anula, es decir, \(f'(c) = 0\).
Ahora vamos a revisar la función \(f(x) = x^{2/3}\) en el intervalo \([-1, 1]\). Esta función es:
✅ Continua en \([-1, 1]\) (de hecho es continua en todos los reales, su dominio es $\mathbb{R}$)
✅ Los valores de la función en los extremos son iguales porque \(f(-1) = f(1) = 1\)
Hasta acá venimos perfecto, parece que se cumplen las condiciones para aplicar el Teorema de Rolle, pero nos falta una última condición... la derivabilidad de \(f(x)\) en el intervalo \((-1, 1)\).
La derivada de \(f(x)\) es:
$f'(x) = \frac{2}{3} \cdot x^{-1/3} = \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{x^{1/3}}$
Esta derivada no está definida cuando \(x = 0\) (fijate que nos quedó el $0$ en el denominador!) Entonces, no se puede afirmar que \(f(x)\) sea derivable en todo el intervalo abierto \((-1, 1)\) como requiere el Teorema de Rolle.
Por lo tanto, la función no contradice el Teorema de Rolle porque no cumple con todas las hipótesis del teorema.