2 BACH-CCSS
TEMA 7. APLICACIONES DE LAS DERIVADAS
2 BACH-CCSS
TEMA 7. APLICACIONES DE LAS DERIVADAS
Recta tangente a una curva
Monotonia de una función
Extremos y puntos singulares
Curvatura de una función
Optimización de funciones
Recursos interesantes
La obtención de la recta tangente a una curva en uno de sus puntos es la aplicación más inmediata de las derivadas.
Cuando se nos pide estudiar la monotonía de la función en un punto, lo que debemos determinar es si en el entorno de un punto determinado de esa función, la función crece, decrece, para ello nos vamos a apoyar en el estudio de la derivabilidad de la función en un punto, diciendo que:
Una función es creciente en torno a un punto Xo si f'(Xo) ᐳ 0
Una función es decreciente en torno a un punto Xo si f'(Xo) ᐸ 0
Si f'(Xo)=0 en el entorno de un punto, en ese punto la función presentará un extremo o punto singular o ese punto puede también pertener a un intervalo donde la función sea constante.
Todo lo anterior se podrá extrapolar a estudiar la monotonía en un intervalo de la función haciendo el estudio extensible a cada uno de los puntos de la función que pertenecen a ese intervalo.
Se denomina extremo de una función a los puntos de la función que son máximos (absoluto o relativos) y mínimos (absoluto o relativos), estos puntos se caracterizan por ser frontera de dos intervalos con distinto tipo de cremiento, en los máximos pasamos de creciente a decreciente y en los mínimos de decreciente a creciente. Los puntos singulares, además de los anteriores, también incluyen los llamados puntos de inflexión (puntos donde cambia la curvatura de la función, pero no su monotonía).
A los puntos donde se cumple que f'(Xo)=0 se les llama puntos singulares o críticos.
Una función DECRECE en Xo si f'(Xo) ᐸ 0
Una función CRECE en Xo si f'(Xo) ᐳ 0
Una función tiene un punto singular en Xo si f''(Xo)=0
DETERMINACIÓN DE EXTREMOS MEDIANTE LA f''(x)
Siendo f'(Xo)=0, entonces podremos utilizar la f''(Xo) para determinar si ese punto singular es un max, min o punto de inflexión:
Una función presenta un MAX en Xo si f'(Xo) ᐸ 0
Una función presenta un MIN en Xo si f'(Xo) ᐳ 0
Una función tiene un punto de inflexión en Xo si f''(Xo)=0 y f'''(Xo) ≠ 0
La curvatura de una función estudia la forma en que esa función se curva y se mide por su relación con la tangente. Hay dos tipos de curvatura.
Una función se dice que es cóncava en un punto si al trazar la tangente a la función en dicho punto, la función queda por debajo de la tangente en los alrededores de ese punto.
Una función se dice que es convexa en un punto si al trazar la tangente a la función en dicho punto, la función queda por encima de la tangente en los alrededores de ese punto.
CRITERIO PARA DETECTAR EL TIPO DE CURVATURA
Si tenemos una función que admite, al menos, hasta la segunda derivada en un punto x=a tenemos el siguiente resultado.
Si f''(a) > 0 , la función es convexa (U) en el punto a.
Si f''(a) < 0, la función es cóncava (∩) en x=a.
Luego para estudiar los intervalos de concavidad y convexidad de una función, basta estudiar donde es positiva y negativa la segunda derivada.
Un punto de inflexión es aquel en el que la función cambia de curvatura, es decir, en el que pasa de cóncava a convexa o viceversa.
Si trazamos una tangente a la función en ese punto se puede apreciar que a un lado del punto la función queda por encima de la recta tangente y al otro lado por debajo.
Como en el punto de inflexión la función pasa de cóncava a convexa , lo normal es que en ese punto la función se anule.
Ejemplo 1. (ATENCIÓN: en mucha bibliografía-videos, etc la definición de Cóncava y Convexa es justo la contraria a la que se toma en Andalucía para los examenes PeVAU, por lo que tenéis que ver como es la gráfica y como se definen en Andalucía esa característica para no confundiros). Artículo sobre concavidad-convexidad
1 Se plantea la función que hay que maximizar o minimizar. FUNCIÓN OBJETIVO
2 Se deriva la función y se iguala a cero, para hallar los extremos locales. (POSIBLES MÁXIMOS Y MÍNIMOS)
3 Se realiza la 2ª derivada para comprobar el resultado obtenido.