REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN CÁTEDRA: MATEMÁTICA GUÍA Nº 1 FUNCIONES En años anteriores se han estudiado algunos aspectos relacionados con funciones, específicamente, función afín y función cuadrática. A cada una de ellas se les hallaban su dominio, su rango y hacían la gráfica correspondiente. A continuación vamos a hacer un breve repaso para poder hacer análisis de funciones nuevas. Comencemos con el concepto de función. FUNCIÓN: Una función f : A B es una relación que asigna a cada elemento “x” de partida A , un único elemento “ y” o imagen del conjunto de llegada B. A Conjunto de partida f 1 3 4 2 B conjunto de llegada IMÁGENES: a b c d f(1) = a Cada elemento de A tiene una f(2) = b imagen en B f(3) = c f(4) = c DOMINIO DE UNA FUNCIÖN El conjunto de partida constituye el dominio de una función y se denota Dom f. En el diagrama anterior el dominio es Domf= A RANGO DE UNA FUNCIÓN El rango, imagen o recorrido de una función es el subconjunto del conjunto de llegada o codominio, formado por las imágenes de los elementos del dominio. y se denota Rgo f. En el diagrama anterior el rango de la función es Rgo f = a, b, c Vamos a recordar estos conceptos con el siguiente ejemplo: Dados los conjuntos A = 1, 2, 3, 4 B= 1, 2, 3, 5, 7 la función f: A definida Y = f(x) = 2x - 1 Hallar: a) Imágenes b)Dominio y Rango c)Diagrama‘ B, FUNCIÓN REAL DE UNA VARIABLE REAL Dado un conjunto A cualquiera, se denomina función real a aquella cuyo dominio es A y cuyo rango es un subconjunto de R. y se denota f: A R Si , en particular, A es un subconjunto de R, la función f es una función real de una variable real y se denota: f: R R En este último caso, tanto el dominio como el rango son subconjuntos de R . Cuando no se especifique lo contrario, tanto A como B se consideraran que son subconjuntos de los números reales. El ejemplo anterior es una función real de variable real, ya que, tanto el dominio como el rango son subconjuntos de R. DOMINIO DE UNA FUNCIÖN DEFINIDA POR UNA FUNCIÓN NUMÉRICA Es el conjunto formado por los valores de la “x” que hacen que ” y” tome valores reales. Para hallar el dominio de una función se despeja la y ( si no la dan ya despejada) y se establecen los valores de x que hacen real a y. Ejemplos: 1) Y = 4x Si a “x” le damos cualquier valor real, “y” resulta un valor real. Por lo tanto, el dominio ( los valores que puede tomar la x) son todos los reales. Por ejemplo: x= 1 y= 4.1 = 4 real positivo x= 0 y= 4.0 = 0 real x= -1/4 y = 4.(-1/4)= -1 real negativo. 2) y = 1 ¿ Puede x tomar cualquier valor real? x Vamos a darle algunos valores: x= 1 y = 1 = 1 real positivo 1 x= -2 y= 1 -2 x =0 y = 1 = ? Es un absurdo ya que la división por cero no está definida en el 0 conjunto de los números reales. Por lo tanto, se puede decir que x puede tomar cualquier valor real con excepción del cero y se denota: Dom f = R - 0 3) y = 5__ x+3 real negativo Como se vio en el en el ejemplo anterior, el denominador no puede ser igual a cero. Entonces x + 3 tiene que ser diferente de cero para y sea un número real, por lo tanto, x ≠ -3. Luego Dom f = R - -3 4) y = √2𝑥 + 1 Cuando aparecen radicales de índice par, debemos descartar los valores de x que hacen que la cantidad subradical sea negativa, ya que las raíces con índice par de números negativos no están definidas en los reales. Por lo tanto, hay que buscar los valores que la hacen positiva, planteando y resolviendo la inecuación 2x + 1> 0 x > -1/2 Luego el dominio son todos los reales mayores o iguales que -1/2 Domf = x ϵ R / x > -1/2 = -1/2 , ∞ ) RANGO DE UNA FUNCIÓN El rango de una función ( Rgo ) es el conjunto de valores que, dependiendo de los valores de la variable independiente, puede tomar la función. El rango se puede analíticamente y por inspección del gráfico de la función. Para determinarlo analíticamente se despeja la variable independiente en la ecuación y se hace el mismo estudio que se hizo para determinar el dominio. Ejemplos: Determinar el rango a cada una de las siguientes funciones: 1) f(x)= 5x – 3. Para mayor comodidad utilizaremos en lugar de f(x), la letra y y = 5x – 3. Despejamos la variable independiente que es la x x = y + 3_ 5 Como la y no está en el denominador ni en la cantidad subradical de una raíz de índice par, puede tomar cualquier valor real, por lo tanto el rango son todos los números reales. Rgo f = R. 2) g(x) = 2___ 3x - 5 Sustituimos y por g(x) y= 2___ 3x - 5 Despejamos la variable independiente que es la x x= 2 +5 3y 3 Como la y está en el denominador, esta debe ser diferente a cero y ≠ 0 por lo tanto el rango son todos los números reales menos el cero Rgo g = R – { 0 } 3) f(x) = 5___ + 3 x–4 Sustituimos y por f(x) y = 5___ + 3 x–4 Despejamos la variable independiente que es la x x= 5___ + 4 y-3 Como la y está en el denominador, éste debe ser diferente de cero y–3≠0 y ≠ 3 luego el rango de la función son todos los números reales diferentes de 3. Rgo f= R – { 3 } 4) g(x) = x3 + 5 Sustituimos y por g(x) y = x3 + 5 Despejamos la variable independiente que es la x 3 x = √𝑦 − 5 Como la y está en la cantidad subradical de una raíz de índice impar, puede tomar cualquier valor real, por lo tanto el rango son todos los números reales. Rgo f = R. 5) f(x) = x3 1__ +2 Sustituimos y por f(x) y= x3 1__ +2 Despejamos la variable independiente que es la x 3 1 x = √𝑦 − 2 Como la y está en el denominador, esta debe ser diferente a cero y ≠ 0 por lo tanto el rango son todos los números reales menos el cero Rgo g = R – { 0 } 5) f(x)= + √𝑥 + 5 En este caso podemos determinar el rango de la función por simple razonamiento, sin necesidad de despejar la variable x, el signo + que precede al radical, significa que sólo se toman las raíces positivas de esa expresión, Por lo tanto el rango son todos los reales mayores o iguales a cero. _Rgo f = [ 0, ∞ ) 6) f(x) = 3x -2 + 4 Este caso es parecido al anterior. La expresión de valor absoluto sólo puede valer cero o un número positivo, cuando es cero la función valdrá 4, y cuando sea un número positivo la función valdrá mayor que 4. Por lo tanto, el rango son los valores mayores o iguales que 4. Rgo f = [ 4, ∞ ) Ejercicios: I) Hallar el dominio a cada una de las siguientes funciones reales: 1) f(x)= X2 – 2x + 1 2) f(x) = - 5x + 7 3 3 3) g(x)= √4𝑥 − 1 4) h(x)= 4 __ 2x-5 5) f(x) = x2 3x + 5____ + 7x - 18 6) g(x) = 4x + 2 ___ +x+7 4 7) r(t)= √5 − 2𝑖 x2 8) g (x)= 9) g(x)= √𝑥 + 5__ x-9 1 ___ 2√𝑥 − 7 3 10) g(x)= √𝑥 − 3 II) Hallar el dominio y el rango a cada una de las siguientes funciones: 1) f(x)= 2x + 4 2) g(x) = -5x - 11 3) f(x) = 4x + 7 3 4) f(x) = 9__ 3x + 5 5) f(x) = 4__ + 5 x-3 6) f(x) = 2x - 3 x+1 7) f(x) = 5 - 9x 4x + 1 8) g(x) = x2 + 9 9) f(x) = x3 + 5 10) g(x) = 5x5 - 7