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Análisis Matemático 66

2024 GUTIERREZ (ÚNICA)

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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)

Práctica 7: Estudio de Funciones

7. Para cada una de las siguientes funciones, halle el dominio, los intervalos de crecimiento y de decrecimiento, los extremos locales. Determine cuáles de ellos son absolutos. Escriba la ecuación de las asíntotas. Determine, si la cuenta lo permite, los intervalos de concavidad y de convexidad y los puntos de inflexión. Con la información obtenida haga un gráfico aproximado de la función
k) $f(x) = x^2 (2 - x)^2$

Respuesta

Vamos a hacer un análisis completo de la función siguiendo la estructura que vimos en las clases de estudio de funciones.

Yo acá reescribiría esta función así, para que nos quede como un simple polinomio y va a ser todo mucho más fácil:

$f(x)= x^2 (2-x)^2 = x^2 (4 -4x+x^2) = 4x^2 - 4x^3+x^4$ 

Todas formas equivalentes de escribir a $f$, pero creo que el análisis va a ser más fácil si usamos esta última opción. Arrancamos:

1) Identificamos el dominio de $f(x)$
En este caso no hay ninguna restricción, el dominio de $f$ es todo $\mathbb{R}$. 
2) Asíntotas - Asíntotas verticales: Como el dominio es $\mathbb{R}$, esta función no tiene asíntotas verticales.
- Asíntotas horizontales: Tomamos el límite cuando $x$ tiende a $ \pm \infty$

$\lim_{x \to +\infty} 4x^2 - 4x^3+x^4 = +\infty$

$\lim_{x \to -\infty} 4x^2 - 4x^3+x^4 = +\infty$

Por lo tanto, $f$ no tiene asíntota horizontal.
3) Calculamos $f'(x)$:

\( f'(x) = 8x - 12x^2 + 4x^3 \)
4) Igualamos $f'(x)$ a cero para encontrar los puntos críticos:
$8x - 12x^2 + 4x^3 = 0$

Saco factor común $x$

$x \cdot (8 - 12x + 4x^2) = 0$

Por lo tanto, las soluciones son $x=0$ y las raíces de esa cuadrática entre paréntesis, $x=1$ y $x=2$.
5) Dividimos la recta real en intervalos donde sabemos que $f'(x)$ es continua y no tiene raíces:

a) \( x < 0 \)
b) \( 0 < x < 1 \)
c) \( 1 < x < 2 \)
d) \( x > 2 \)
6) Evaluamos el signo de $f'(x)$ en cada uno de los intervalos:

a) Para $x < 0$
$f'(x) < 0$. En este intervalo, $f$ es decreciente. b) Para \( 0 < x < 1 \)
$f'(x) > 0$. En este intervalo, $f$ es creciente.

c) Para \( 1 < x < 2 \)
$f'(x) < 0$. En este intervalo, $f$ es decreciente.

d) Para $x > 2$
$f'(x) > 0$. En este intervalo, $f$ es creciente.

Te dejo acá cómo me quedó el gráfico en GeoGebra: 

2024-04-20%2009:42:27_8972619.png
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ExaComunidad
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Fernando
22 de mayo 20:54
2024-05-22%2020:54:36_5599624.png
Flor
PROFE
23 de mayo 9:27
@Fernando Jajjjajaja me encantó este
0 Responder
Benjamin
21 de mayo 14:56
cuando reescribis la funcion, de donde sale el 4x?
Flor
PROFE
21 de mayo 19:52
@Benjamin Cuando reescribis la función, para desarrollar $(2-x)^2$ usas la fórmula para el cuadrado de un binomio, te acordás?

$(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$

Usas eso y queda:

$(2-x)^2 = 2^2 - 2 \cdot 2 \cdot x + x^2 = 4 - 4x + x^2$
0 Responder
Benjamin
22 de mayo 8:34
ahah claro claro
0 Responder