ejemplos. · ejemplo jxj. cuando la funci on tiene ’saltos’. ejemplo h(x), funci on a trozos...

25
DEFINICION. Una funci´ on es diferenciable en a si f 0 (a) existe, y diremos que es diferenciable en un intervalo abierto si es diferenciable en cada uno de los puntos del intervalo. NOTA. Para las funciones que estamos estudiando (f : R R) ser diferenciable y ser derivable tienen el mismo significado. EJEMPLOS. ¿D´ onde son diferenciables las siguientes funciones? f (x )= x 3 - x f (x )= e x f (x )= |x | () 25 de mayo de 2012 1/9

Upload: others

Post on 28-Jun-2020

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

DEFINICION. Una funcion es diferenciable en a si f ′(a) existe, ydiremos que es diferenciable en un intervalo abierto si es diferenciableen cada uno de los puntos del intervalo.

NOTA. Para las funciones que estamos estudiando (f : R→ R) serdiferenciable y ser derivable tienen el mismo significado.

EJEMPLOS. ¿Donde son diferenciables las siguientes funciones?

f (x) = x3 − x

f (x) = ex

f (x) = |x |

() 25 de mayo de 2012 1 / 9

Page 2: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

DEFINICION. Una funcion es diferenciable en a si f ′(a) existe, ydiremos que es diferenciable en un intervalo abierto si es diferenciableen cada uno de los puntos del intervalo.

NOTA. Para las funciones que estamos estudiando (f : R→ R) serdiferenciable y ser derivable tienen el mismo significado.

EJEMPLOS. ¿Donde son diferenciables las siguientes funciones?

f (x) = x3 − x

f (x) = ex

f (x) = |x |

() 25 de mayo de 2012 1 / 9

Page 3: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

DEFINICION. Una funcion es diferenciable en a si f ′(a) existe, ydiremos que es diferenciable en un intervalo abierto si es diferenciableen cada uno de los puntos del intervalo.

NOTA. Para las funciones que estamos estudiando (f : R→ R) serdiferenciable y ser derivable tienen el mismo significado.

EJEMPLOS. ¿Donde son diferenciables las siguientes funciones?

f (x) = x3 − x

f (x) = ex

f (x) = |x |

() 25 de mayo de 2012 1 / 9

Page 4: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Teorema

Si f es diferenciable en a, entonces f es continua en a

NOTA

La reciproca no es cierta. Ejemplo f (x) = |x |.El anterior teorema nos ayuda a identificar algunos de los puntos endonde la funcion NO puede ser derivable, estos son los puntos dediscontinuidad.

() 25 de mayo de 2012 2 / 9

Page 5: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Teorema

Si f es diferenciable en a, entonces f es continua en a

NOTA

La reciproca no es cierta. Ejemplo f (x) = |x |.El anterior teorema nos ayuda a identificar algunos de los puntos endonde la funcion NO puede ser derivable, estos son los puntos dediscontinuidad.

() 25 de mayo de 2012 2 / 9

Page 6: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Teorema

Si f es diferenciable en a, entonces f es continua en a

NOTA

La reciproca no es cierta. Ejemplo f (x) = |x |.El anterior teorema nos ayuda a identificar algunos de los puntos endonde la funcion NO puede ser derivable, estos son los puntos dediscontinuidad.

() 25 de mayo de 2012 2 / 9

Page 7: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

¿COMO DEJA DE SER UNA FUNCION DERIVABLE?

Cuando la funcion tiene ’picos’ o ’esquinas’. Ejemplo |x |.Cuando la funcion tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funcion a trozos queno sea continua.

Cuando la funcion tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo f (x) = 3√x .

Notemos que dos de las anteriores observaciones se siguen del teoremaenunciado.

() 25 de mayo de 2012 3 / 9

Page 8: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

¿COMO DEJA DE SER UNA FUNCION DERIVABLE?

Cuando la funcion tiene ’picos’ o ’esquinas’. Ejemplo |x |.Cuando la funcion tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funcion a trozos queno sea continua.

Cuando la funcion tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo f (x) = 3√x .

Notemos que dos de las anteriores observaciones se siguen del teoremaenunciado.

() 25 de mayo de 2012 3 / 9

Page 9: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

¿COMO DEJA DE SER UNA FUNCION DERIVABLE?

Cuando la funcion tiene ’picos’ o ’esquinas’. Ejemplo |x |.Cuando la funcion tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funcion a trozos queno sea continua.

Cuando la funcion tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo f (x) = 3√x .

Notemos que dos de las anteriores observaciones se siguen del teoremaenunciado.

() 25 de mayo de 2012 3 / 9

Page 10: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

¿COMO DEJA DE SER UNA FUNCION DERIVABLE?

Cuando la funcion tiene ’picos’ o ’esquinas’. Ejemplo |x |.Cuando la funcion tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funcion a trozos queno sea continua.

Cuando la funcion tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo f (x) = 3√x .

Notemos que dos de las anteriores observaciones se siguen del teoremaenunciado.

() 25 de mayo de 2012 3 / 9

Page 11: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

¿COMO DEJA DE SER UNA FUNCION DERIVABLE?

Cuando la funcion tiene ’picos’ o ’esquinas’. Ejemplo |x |.Cuando la funcion tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funcion a trozos queno sea continua.

Cuando la funcion tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo f (x) = 3√x .

Notemos que dos de las anteriores observaciones se siguen del teoremaenunciado.

() 25 de mayo de 2012 3 / 9

Page 12: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

DERIVADAS DE POLINOMIOS

Si f (x) = c , donde c ∈ R, es decir, f es una funcion constante

d

dx(f (x)) =

d

dx(c) = 0

Usando la definicion podemos ver que

d

dx(x) = 1

d

dx(x2) = 2x

d

dx(x3) = 3x2

() 25 de mayo de 2012 4 / 9

Page 13: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

DERIVADAS DE POLINOMIOS

Si f (x) = c , donde c ∈ R, es decir, f es una funcion constante

d

dx(f (x)) =

d

dx(c) = 0

Usando la definicion podemos ver que

d

dx(x) = 1

d

dx(x2) = 2x

d

dx(x3) = 3x2

() 25 de mayo de 2012 4 / 9

Page 14: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si n ∈ N, entoncesd

dx(xn) = nxn−1

y este resultado se puede extener a cualquier potencia real, es decir, sia ∈ R entonces

d

dx(xa) = axa−1

EJEMPLOEncontrar la funcion derivada de las siguientes funciones

f (x) =√x

f (x) =7√x5

f (x) = 1x

f (x) = xπ

() 25 de mayo de 2012 5 / 9

Page 15: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si n ∈ N, entoncesd

dx(xn) = nxn−1

y este resultado se puede extener a cualquier potencia real, es decir, sia ∈ R entonces

d

dx(xa) = axa−1

EJEMPLOEncontrar la funcion derivada de las siguientes funciones

f (x) =√x

f (x) =7√x5

f (x) = 1x

f (x) = xπ

() 25 de mayo de 2012 5 / 9

Page 16: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si n ∈ N, entoncesd

dx(xn) = nxn−1

y este resultado se puede extener a cualquier potencia real, es decir, sia ∈ R entonces

d

dx(xa) = axa−1

EJEMPLOEncontrar la funcion derivada de las siguientes funciones

f (x) =√x

f (x) =7√x5

f (x) = 1x

f (x) = xπ

() 25 de mayo de 2012 5 / 9

Page 17: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si f y g son funciones diferenciables, y c ∈ R una constante, entoncesddx [cf (x)] = c d

dx f (x)ddx [f (x) + g(x)] = d

dx f (x) + ddx g(x)

es decir, el operador derivada es un operador lineal, respeta la suma y lamultiplicacion por constantes.

EJEMPLO Encontrar la derivada de las siguientes funciones

f (x) = x3 − x

f (x) = 4x2

f (x) = 5x3 + 3x2 − x + 1

() 25 de mayo de 2012 6 / 9

Page 18: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si f y g son funciones diferenciables, y c ∈ R una constante, entoncesddx [cf (x)] = c d

dx f (x)ddx [f (x) + g(x)] = d

dx f (x) + ddx g(x)

es decir, el operador derivada es un operador lineal, respeta la suma y lamultiplicacion por constantes.

EJEMPLO Encontrar la derivada de las siguientes funciones

f (x) = x3 − x

f (x) = 4x2

f (x) = 5x3 + 3x2 − x + 1

() 25 de mayo de 2012 6 / 9

Page 19: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Sabemos qued

dxex = ex

y qued

dxsin x = cos x

Ademas, usando la definicion

d

dxcos x = − sin x

() 25 de mayo de 2012 7 / 9

Page 20: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Sabemos qued

dxex = ex

y qued

dxsin x = cos x

Ademas, usando la definicion

d

dxcos x = − sin x

() 25 de mayo de 2012 7 / 9

Page 21: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Sabemos qued

dxex = ex

y qued

dxsin x = cos x

Ademas, usando la definicion

d

dxcos x = − sin x

() 25 de mayo de 2012 7 / 9

Page 22: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

A diferencia del calculo de lımites, las derivadas tienen propiedadesdiferentes para el producto y division de funciones. Si f y g funcionesdiferenciables, entonces

d

dx[f (x)g(x)] =

[d

dxf (x)

]g(x) +

[d

dxg(x)

]f (x)

en la notacion usual

(f (x)g(x))′ = f ′(x)g(x) + g ′(x)f (x)

EJEMPLO Calcule las derivadas de las siguientes funciones

f (x) = cos2 x + x

g(x) = cos x sin x

h(x) = x2ex

() 25 de mayo de 2012 8 / 9

Page 23: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

A diferencia del calculo de lımites, las derivadas tienen propiedadesdiferentes para el producto y division de funciones. Si f y g funcionesdiferenciables, entonces

d

dx[f (x)g(x)] =

[d

dxf (x)

]g(x) +

[d

dxg(x)

]f (x)

en la notacion usual

(f (x)g(x))′ = f ′(x)g(x) + g ′(x)f (x)

EJEMPLO Calcule las derivadas de las siguientes funciones

f (x) = cos2 x + x

g(x) = cos x sin x

h(x) = x2ex

() 25 de mayo de 2012 8 / 9

Page 24: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si f y g funciones diferenciables, entonces(f (x)

g(x)

)′=

f ′(x)g(x)− g ′(x)f (x)

[g(x)]2

EJEMPLO Calcule las derivadas de las siguientes funciones

f (x) = 1x

g(x) = tan x

h(x) = x2+1x−1

i(x) = sec x

() 25 de mayo de 2012 9 / 9

Page 25: EJEMPLOS. · Ejemplo jxj. Cuando la funci on tiene ’saltos’. Ejemplo H(x), funci on a trozos que no sea continua. Cuando la funci on tiene una ’tangente vertical’. Ejemplo

Si f y g funciones diferenciables, entonces(f (x)

g(x)

)′=

f ′(x)g(x)− g ′(x)f (x)

[g(x)]2

EJEMPLO Calcule las derivadas de las siguientes funciones

f (x) = 1x

g(x) = tan x

h(x) = x2+1x−1

i(x) = sec x

() 25 de mayo de 2012 9 / 9