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Temario Bloque Análisis (2º Bachillerato)

Ejercicios resueltos: Monotonía y curvatura

Manuel Veloso
Ingeniero Aeroespacial
16 de febrero 2025

Monotonía y extremos de una función

1. Calcular la monotonía y extremos de la siguiente función:

Monotonía y extremos de una función

Solución

Calculamos su derivada y estudiamos el signo:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

La función es creciente en el intervalo: Monotonía y extremos de una función

La función es decreciente en el intervalo: Monotonía y extremos de una función

La función presenta extremos relativos en los puntos: Monotonía y extremos de una función y Monotonía y extremos de una función.

En Monotonía y extremos de una función presenta un máximo (crece y decrece). El máximo es el punto Monotonía y extremos de una función

En Monotonía y extremos de una función presenta un mínimo (decrece y crece). El mínimo es el puntoMonotonía y extremos de una función

 

2. Calcular los intervalos de crecimiento, decrecimiento y extremos de la siguiente función:

Monotonía y extremos de una función

Solución

Estudiamos el signo de la primera derivada:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

La función es creciente en el intervalo Monotonía y extremos de una función.

La función es decreciente en los intervalos Monotonía y extremos de una función.

La función presenta un mínimo absoluto en el punto Monotonía y extremos de una función.

La función presenta un máximo absoluto en el punto Monotonía y extremos de una función.

 

3. Estudia la monotonía y los extremos de la función:

Monotonía y extremos de una función

Solución

Estudiamos el signo de la derivada:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

La función es creciente en el intervalo Monotonía y extremos de una función.

La función es decreciente en el intervalo Monotonía y extremos de una función.

La función presenta un punto de silla en el punto Monotonía y extremos de una función. Se anula su pendiente y su derivada, pero sigue creciendo.

La función presenta un máximo en el punto Monotonía y extremos de una función. La función pasa de crecer a decrecer.

4. Sea la función Monotonía y extremos de una función, calcular a y b para que la función tenga un extremo en el punto Monotonía y extremos de una función. Calcular los extremos de la función para Monotonía y extremos de una función y Monotonía y extremos de una función.

Solución

Si la función tiene un extremo en el punto Monotonía y extremos de una función se cumple que:

La derivada en el valor 1 vale cero, :

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

La función en el valor 1 vale 1, Monotonía y extremos de una función:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

Calcular los extremos de la función para Monotonía y extremos de una función y Monotonía y extremos de una función:

Monotonía y extremos de una función

Calculamos la derivada y estudiamos el signo:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

La función presenta un mínimo en el punto Monotonía y extremos de una función.

5. Determina los valores de a, b y c sabiendo que la función Monotonía y extremos de una funcióntiene extremos relativos en Monotonía y extremos de una función y Monotonía y extremos de una función y que corta a su función derivada en Monotonía y extremos de una función. Determina la naturaleza de los extremos.

Solución

Si la función tiene extremos relativos en Monotonía y extremos de una función y Monotonía y extremos de una función se cumple que:

El valor de la derivada en 1 vale 0, Monotonía y extremos de una función:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

El valor de la derivada en -3 vale 0, Monotonía y extremos de una función:

Monotonía y extremos de una función

 

Si la función corta a su función derivada en Monotonía y extremos de una función:

Se cumple Monotonía y extremos de una función:

Monotonía y extremos de una función

Si resolvemos el sistema tenemos que:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

Estudiamos el signo de la derivada:

Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función
Monotonía y extremos de una función

La función es creciente en el intervalo Monotonía y extremos de una función.

La función es decreciente en el intervalo Monotonía y extremos de una función.

La función presenta un máximo en el punto Monotonía y extremos de una función.

La función presenta un mínimo en el punto Monotonía y extremos de una función

Curvatura y puntos de inflexión de una función

1. Calcular la curvatura de la siguiente función:

Curvatura y puntos de inflexión

Solución

Calculamos la primera derivada:

Curvatura y puntos de inflexión

Calculamos la segunda derivada:

Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión

La función es convexa en el intervalo: Curvatura y puntos de inflexión.

La función es cóncava en el intervalo: Curvatura y puntos de inflexión

La función presenta un punto de inflexión en el punto Curvatura y puntos de inflexión

2. Estudiar la curvatura de la siguiente función:

Curvatura y puntos de inflexión

Solución

Estudiamos el dominio de la función:

Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión

Estudiamos la primera derivada:

Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión

La segunda derivada no cambia de signo, no hay puntos de inflexión.

Curvatura y puntos de inflexión de funciones

La función es convexa en todo su dominio:

Curvatura y puntos de inflexión

 

3. Calcular los intervalos de concavidad y convexidad de la siguiente función:

Curvatura y puntos de inflexión

Solución

Estudiamos el dominio de la función:

Curvatura y puntos de inflexión

Calculamos la primera derivada:

Curvatura y puntos de inflexión

Calculamos la segunda derivada:

Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión

La función sufre un cambio de curvatura en Curvatura y puntos de inflexión que corresponde a los puntos donde presenta problemas de dominio, donde tiene asíntotas verticales. No tiene puntos de inflexión.

La función es cóncava (contenta) en el intervalo Curvatura y puntos de inflexión.

La función es convexa (triste) en el intervalo Curvatura y puntos de inflexión.

4. Estudiar la curvatura y calcular los puntos de inflexión de la función Curvatura y puntos de inflexión, sabiendo que:

Curvatura y puntos de inflexión

Solución

Calculamos la segunda derivada:

Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión
Curvatura y puntos de inflexión

La función presenta puntos de inflexión en Curvatura y puntos de inflexión, Curvatura y puntos de inflexión y Curvatura y puntos de inflexión.

La función es cóncava (contenta) en Curvatura y puntos de inflexión.

La función es convexa (triste) en Curvatura y puntos de inflexión.

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