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Prof.: Lucia Tafernaberry REPARTIDO III FUNCIONES Funciones constantes f (x) = 3 La función constante es del tipo: f(x) = n El criterio viene dado por un número real. La pendiente es 0. La gráfica es una recta horizontal paralela a al eje de abscisas. g (x) = -2 Rectas verticales Las rectas paralelas al eje de ordenadas no son funciones, ya que un valor de x tiene infinitas imágenes y para que sea función sólo puede tener una. Son del tipo: x=K Función lineal Función de proporcionalidad La función lineal es del tipo: f(x) = mx Su gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. Ejemplo: f(x) = 2x x y = 2x 0 0 1 2 2 4 3 6 4 8 f (x) = 2x Pendiente m es la pendiente de la recta. La pendiente es la inclinación de la recta con respecto al eje de abscisas. Si m > 0 la función es creciente y el ángulo que forma la recta con la parte positiva del eje OX es agudo. Si m < 0 la función es decreciente y el ángulo que forma la recta con la parte positiva del eje OX es obtuso. 1 Prof.: Lucia Tafernaberry Función identidad f(x) = x Su gráfica es la bisectriz del primer y tercer cuadrante. f (x) = x Función afín La función afín es del tipo: f(x) = mx + n m es la pendiente de la recta. La pendiente es la inclinación de la recta con respecto al eje de abscisas. Dos rectas paralelas tienen la misma pendiente. f (x) = 2x +10 h (x) = 2x -3 g (x) = 2x +3 p (x) = 2x -10 n es la ordenada en el origen y nos indica el punto de corte de la recta con el eje de ordenadas. Corte eje Oy → (0, n) −n Corte eje Ox → ( ,0) m Función f Corte Oy (0,10) g (0,3) h (0,-3) p (0,-10) Corte Ox (-5,0) −3 ,0 2 3 ,0 2 (5,0) Función cuadrática Son funciones polinómicas es de segundo grado, siendo su gráfica una parábola. f(x) = ax² + bx +c Representación gráfica de la parábola Podemos construir una parábola a partir de estos puntos: 1. Vértice xv = −b 2a −b yv = f 2a Por el vértice pasa el eje de simetría de la parábola. La ecuación del eje de simetría es: x= − b − b , f V 2 a 2 a −b 2a 2. Puntos de corte con el eje OX En el eje de abscisas la segunda coordenada es cero, por lo que tendremos: ax² + bx +c = 0 Resolviendo la ecuación podemos obtener: Dos puntos de corte: (x1, 0) y (x2, 0) si Un punto de corte: (x1, 0) si Ningún punto de corte si b² − 4ac > 0 b² − 4ac = 0 b² − 4ac < 0 2 Prof.: Lucia Tafernaberry 3. Punto de corte con el eje OY En el eje de ordenadas la primera coordenada es cero, por lo que tendremos: f(0) = a · 0² + b · 0 + c = c (0,c) Ejemplo: Representar la función f(x) = x² − 4x + 3. 1. Vértice x v = − (−4) / 2 = 2 y v = 2² − 4· 2 + 3 = −1 V(2, −1) 2. Puntos de corte con el eje OX x² − 4x + 3 = 0 x= 4 ± 16 − 12 4 ± 2 x1 = 3 = = x2 = 1 2 2 3. Punto de corte con el eje OY (3, 0) (1, 0) (0, 3) Traslaciones de parábolas Construcción de parábolas a partir de f(x) = x² Partimos de y = x² x -2 -1 0 1 2 g(x) = x² +2 y = x² 4 1 0 1 4 f(x) = x² 1. Traslación vertical f(x) = x² + k h(x) = x² −2 Si k > 0, y = x² se desplaza hacia arriba k unidades. Si k < 0, y = x² se desplaza hacia abajo k unidades. El vértice de la parábola es: (0, k). El eje de simetría x = 0. 2. Traslación horizontal f(x) = (x + h)² Si h > 0, y = x² se desplaza hacia la izquierda h unidades. g (x) = (x + 2)² f (x) = x2 h (x) = (x − 2)² Si h < 0, y = x² se desplaza hacia la derecha h unidades. El vértice de la parábola es: (−h, 0). El eje de simetría es x = −h. 3 Prof.: Lucia Tafernaberry 3. Traslación oblicua f (x) = (x + h)² + k El vértice de la parábola es: (−h, k). g (x) = (x + 2)² − 2 El eje de simetría es x = −h. f (x) = x2 h (x) = (x − 2)² + 2 Dilataciones y contracciones de funciones Contracción de una función Una función f(k·x) se contrae si K > 1. f(x) = x2 g (x) = 2 x2 h (x) = 4 x2 p (x) = 6 x2 f(x) = x2 g (x) = 1/2 x2 = x2/2 h (x) = 1/4 x2 = x2/4 p (x) = 1/6 x2 = x2/6 Dilatación de una función Una función f(k·x) se dilata si 0 < K < 1. Funciones racionales El criterio viene dado por un cociente entre polinomios: a n x n + ... + a 2 x 2 + a1 x + a 0 f ( x) = bm x m + ... + b2 x 2 + b1 x + b0 El dominio lo forman todos los números reales excepto los valores de x que anulan el denominador. Dentro de este tipo tenemos las funciones de proporcionalidad inversa de ecuación: k f ( x) = . x f (x) = 1/x 4 Prof.: Lucia Tafernaberry Sus gráficas son hipérbolas. También son hipérbolas las gráficas de las funciones. ax + b f ( x) = cx + d f ( x) = x−2 x Traslaciones de hipérbolas k son las más x sencillas de representar. Sus asíntotas son los ejes. El centro de la hipérbola, que es el punto donde se cortan las asíntotas, es el origen. Las hipérbolas f ( x) = A partir de estas hipérbolas se obtienen otras por traslación. f ( x) = 2 x 1. Traslación vertical f ( x) = k +a x El centro de la hipérbola es: (0, a). k Si a > 0, f ( x) = se desplaza hacia arriba a unidades. x k Si a < 0, f ( x) = se desplaza hacia abajo a unidades. x f ( x) = f ( x) = f ( x) = 2 x 2 +3 x El centro de la hipérbola es: (0, 3) 2 −3 x El centro de la hipérbola es: (0, -3) 5 Prof.: Lucia Tafernaberry 2. Traslación horizontal f ( x) = k x+b El centro de la hipérbola es: (-b, 0). k Si b > 0, f ( x) = se desplaza a la izquierda b unidades. x k Si b < 0, f ( x) = se desplaza a la derecha b unidades. x f ( x) = 2 x−3 El centro de la hipérbola es: (3, 0) f ( x) = 2 x+3 f ( x) = 2 x El centro de la hipérbola es: (-3, 0) 3. Traslación oblicua f ( x) = k +a x+b El centro de la hipérbola es: (-b, a) f ( x) = 2 x f ( x) = 2 +4 x−3 El centro de la hipérbola es: (3, 4) 6 Prof.: Lucia Tafernaberry Para representar hipérbolas del tipo f ( x) = ax + b cx + d 1 – Dominio (Asíntota vertical) −d − d cx + d = 0 ⇒ x = D (f) = R - c c Asíntota vertical x= −d c → 2 – Cero (Corte con el eje Ox ) −b ax + b = 0 ⇒ x= a → corte Ox → −b ,0 a → si a = 0 no corta al eje Ox → 3 – Ordenada en el origen (Corte con el eje Oy ) → → b b f ( 0) = corte Oy → 0, si d = 0 no corta al eje Oy d d 4 – Asíntota horizontal Indica el comportamiento de la función en valores muy grandes de x. Asíntota horizontal f ( x) = y= a c 3x + 5 x +1 El centro de la hipérbola es: (-1, 3) 1- x+1=0 2 - 3x +5 = 0 3- f ( 0) = 4- y= x = -1 D(f) = R - {-1} Asíntota vertical → −5 5 x= ≅ −1,67 corte Ox → − ,0 3 3 5 =5 1 3 =3 1 x = -1 → corte Oy → (0,5) Asíntota horizontal y = 3 Otras funciones racionales… f ( x) = f ( x) = 1 x3 1 x2 7 Prof.: Lucia Tafernaberry Funciones radicales Función radical de índice par El dominio está formado por todos los valores que hacen que el radicando sea mayor o igual que cero. f ( x) = f ( x) = x 2 − 5 x + 6 x x 2 − 5x + 6 ≥ 0 D ( f ) = (− ∞,2] ∪ [3,+∞ ) f ( x) = − x x2 − 5x + 6 x+4 2 (− ∞,2] ∪ [3,+∞ ) x − 5x + 6 ≥ 0 f ( x) = x+4=0 x ≠ −4 D ( f ) = (− ∞,−4 ) ∪ (− 4,2] ∪ [3, +∞ ) y=x Función radical de índice impar El dominio es, el dominio del radicando. f ( x) = x 3 f ( x) = 3 x f ( x) = 3 x 2 − 5 x + 6 D( f ) = R x x − 5x + 6 D ( f ) = R − {2,3} f ( x) = 3 2 8 Prof.: Lucia Tafernaberry Funciones definidas a trozos Son funciones definidas por distintos criterios, según los intervalos que se consideren. x 2 si x < 2 f ( x) = si x > 2 4 D ( f ) = R − {2} 2x − 2 si x < 1 x +1 f ( x) = x 2 + x − 2 si 1 ≤ x < 3 13 − x si x ≥ 3 D( f ) = R Función parte entera de x Es una función que a cada número real hace corresponder el número entero inmediatamente inferior. f (x) = E (x) = [x]] x f(x) = E(x) 0 0 0.5 0 0.9 0 1 1 1.5 1 1.9 1 2 2 Función mantisa Función que hace corresponder a cada número el mismo número menos su parte entera. x f(x) =x 0 0.5 0.9 1 1.5 1.9 2 0 0.5 0.9 0 0.5 0.9 0 f (x) = x - E (x) 9 Prof.: Lucia Tafernaberry Función signo − 1 si x < 0 f ( x) = 0 si x = 0 1 si x > 0 f (x) = Sg(x) Función valor absoluto f (x) = | x | Las funciones en valor absoluto se transforman en funciones a trozos, siguiendo los siguientes pasos: 1 - Se iguala a cero la función, sin el valor absoluto, y se calculan sus raíces. 2 - Se forman intervalos con las raíces y se evalúa el signo de cada intervalo. 3 - Definimos la función a trozos, teniendo en cuenta que en los intervalos donde la función es negativa se cambia el signo. 4 - Representamos la función resultante. x−3= 0 x=3 f (x) = | x – 3 | 0 3 f ( x) = x − 3 − ( x − 3) = − x + 3 − x + 3 si x < 3 f ( x) = x − 3 si x ≥ 3 Otras formas de representar… f (x) = | x – 3 | f (x) = | x – 3 | f (x) = | x | f (x) = x-3 Traslación Simetría axial eje Ox 10 Prof.: Lucia Tafernaberry x 2 − 5x + 6 = 0 f ( x) = x 2 − 5 x + 6 x=2 x=3 0 0 2 3 f (x) =| x2 -5x +6 | − ( x 2 − 5 x + 6) = − x 2 + 5 x − 6 x 2 − 5 x + 6 si x ≤ 2 ∨ x≥3 f ( x) = 2 − x + 5 x − 6 si 2 < x < 3 Otra forma… Simetría axial eje Ox f (x) = x2 -5x +6 f (x) = x2 -5x +6 f (x) =|| x2 -5x +6 | Función exponencial La función exponencial es del tipo: f ( x) = a x Sea a un número real positivo. La función que a cada número real x le hace corresponder la potencia ax se llama función exponencial de base a y exponente x. x -3 -2 -1 0 1 2 3 y = (1/2)x 8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 1 f ( x) = 2 x f ( x) = 2 x x -3 -2 -1 0 1 2 3 y = 2x 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 11 Prof.: Lucia Tafernaberry Propiedades de la función exponencial x 1 Dominio: R. f ( x) = = e − x + Recorrido: R . e Es continua ∀ x∈R. Los puntos (0, 1) y (1, a) pertenecen a la gráfica. Es inyectiva ∀ a ≠ 1 (ninguna imagen tiene más de un original). Creciente si a > 1. Decreciente si 0 < a < 1. Las curvas y = ax e y = (1/a) x son simétricas respecto del eje OY. f ( x) = e x Funciones logarítmicas f ( x) = log a x La función logarítmica en base a es la función inversa de la exponencial en base a. x y = log 2 x 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 -3 -2 -1 0 1 2 3 x y = log 1 x 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 3 2 1 0 −1 −2 −3 a>0 a ≠1 f ( x) = log 2 x 2 f ( x) = log 1 x 2 Propiedades de las funciones logarítmicas Dominio: R+ Recorrido: R Es continua ∀ x∈R. Los puntos (1, 0) y (a, 1) pertenecen a la gráfica. Es inyectiva (ninguna imagen tiene más de un original). Creciente si a > 1. Decreciente si 0 < a <1. Las gráfica de la función logarítmica es simétrica (respecto a la bisectriz del 1er y 3er cuadrante) de la gráfica de la función exponencial, ya que son funciones reciprocas o inversas entre sí. Logaritmos decimales Son los que tienen base 10. Se representan por log (x). 12 Prof.: Lucia Tafernaberry Logaritmos neperianos Son los que tienen base e. Se representan por ln (x) o L(x). a>0 0<a<1 y=x 1 f ( x) = e x y=x f ( x) = e x f ( x) = log1 x e f ( x ) = Lx f (x) = L|| x | Funciones trigonométricas f (x) = L | x – 3 | f (x) = sen x 1 Función seno Dominio: R Recorrido: [−1, 1] Período: 2π rad Continuidad: Continua ∀x∈R Impar: sen(−x) = −sen x -9π/2 -7π/2 -5π/2 -3π/2 -4π -3π -2π -π π/2 -π/2 3π/2 π 0 2π 5π/2 3π 7π/2 4π 9π/2 5π/2 7π/2 9π/2 -1 f(x) = cos x 1 Función coseno Dominio: R Recorrido: [−1, 1] Período: 2π rad Continuidad: Continua ∀x∈R Par: cos(−x) = cos x -9π/2 -4π -7π/2 -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π 3π/2 π 0 2π 3π 4π -1 13 Prof.: Lucia Tafernaberry Función tangente Dominio: f (x) = tg x 3 π R − + kπ , k ∈ Z 2 Recorrido: R Continuidad: Continua en π x∈ R − + kπ , k ∈ Z 2 Período: π rad Impar: tg (−x) = −tg x 2 1 -9π/2 -7π/2 -4π -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π 3π/2 π 0 5π/2 2π 7π/2 3π 9π/2 4π -1 -2 -3 Función cotangente f (x) = cotg x = 1 tgx 3 2 Dominio: R - {kπ, k∈Z} Recorrido: R Continuidad: Continua en 1 -9π/2 -7π/2 -4π x∈ R - {kπ, k∈Z} Período: π rad Impar: cotg (−x) = −cotg x -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π 3π/2 π 0 5π/2 2π 7π/2 3π 9π/2 4π -1 -2 -3 Función secante f (x) = sec x = 1 cos x 3 2 Dominio: π R − + kπ , k ∈ Z 2 Recorrido: (− ∞,−1] ∪ [1,+∞ ) Período: 2π rad Continuidad: Continua en π x∈ ∈ R − + kπ , k ∈ Z 2 Par: sec(−x) = sec x 1 -9π/2 -7π/2 -4π -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π 3π/2 π 0 5π/2 2π 7π/2 3π 9π/2 4π -1 -2 -3 14 Prof.: Lucia Tafernaberry Función cosecante f (x) = cosec x = 1 senx 3 2 Dominio: R - {kπ, k∈Z} Recorrido: (− ∞,−1] ∪ [1,+∞ ) Período: 2π rad Continuidad: Continua en 1 -9π/2 -7π/2 -4π -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π π 0 x∈ R - {kπ, k∈Z} Impar: cosec(−x) = −cosec x 3π/2 5π/2 2π 7π/2 3π 9π/2 4π -1 -2 -3 Funciones trigonométricas inversas Función arcoseno π/2 f (x) = Arsen x Dominio: [− 1,1] -1 1 π π − 2 , 2 Continuidad: Continua si -1 ≤ x ≤ 1 Impar: Arsen(−x) = −Arsen x Recorrido: -π/2 Función arcocoseno π f (x) = Arcos x π/2 Dominio: [− 1,1] Recorrido: [0, π ] Continuidad: Continua si -1 ≤ x ≤ 1 -1 1 Función arcotangente -π/2 f (x) = Artg x Dominio: R Recorrido: − π , π 2 2 Continuidad: Continua si ∀x∈R Impar: Artg(−x) = −Artg x -3 -2 -1 0 1 2 3 π/2 15 Prof.: Lucia Tafernaberry Amplitud y período Por ejemplo para f (x) = sen x f ( x) = 2 senx f ( x) = f ( x ) = senx 1 senx 2 2 1 -9π/2 -7π/2 -4π -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π 3π/2 π 0 5π/2 2π 7π/2 3π 9π/2 4π -1 -2 Funciones de la forma: f (x) = a.senx La función varía desde un mínimo –a hasta un máximo a. El número a es llamado amplitud de f. 1 f ( x ) = sen x 3 f ( x) = senx f ( x ) = sen3 x 1 -9π/2 -7π/2 -4π -5π/2 -3π -3π/2 -2π π/2 -π/2 -π 0 3π/2 π 5π/2 2π 7π/2 3π 9π/2 4π -1 Funciones de la forma: f (x) = sen bx El número b cambia el período de la función. En general con b > 0 el período de f es: 2π b 16