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Guia de funciones

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FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS Y SOCIALES
CARRERAS: ADMINISTRACIÓN DE EMPRESAS Y ECONOMÍA
ASIGNATURA:
MATEMÁTICA I
GUÍA DE:
SEMESTRE:
I
PROFESOR:
ING. MARÍA LOURDES SÁNCHEZ
RELACIONES, FUNCIONES Y GRAFICAS.
1. RELACIÓN.
La podemos definir como la "asociación" que mantiene unidas dos entidades numéricas. Una relación es la asociación
más generalizada entre dos conjuntos de números, esto quiere decir que una función no es más que un caso particular
de una relación. Como se define matemáticamente: Dado dos conjuntos A y B, se determina como relación (R) a la
regla de correspondencia que asocia elementos del conjunto A con elementos del conjunto B. Dicha regla de
correspondencia puede darse a conocer mediante:
 Flechas (se le llama diagrama sagital), que van de un elemento del primer conjunto a un elemento del segundo
conjunto.
Ejemplo:
 Pares ordenados, en el que el primer elemento del par pertenece al primer conjunto y el segundo elemento del
par pertenece al segundo conjunto.
Ejemplo:
(1, Número), (A, Letra), (G, Letra), (4, Número), (7, Número), (Z, Letra)
(2; Par, Positivo, Entero) (1.5; Positivo, Impar), (-3; Entero, Negativo, Impar), (5; Positivo, Impar,
Entero)
 Tabulaciones, en las que en la primera columna aparecen los elementos del primer conjunto que están
relacionados con el elemento del segundo conjunto que está en el mismo renglón.
Ejemplo:
Conjunto A
Conjunto B
Conjunto A
Conjunto B
1 Número
2 Par
A Letra
2 Positivo
G Letra
2 Entero
4 Número
1.5 Positivo
7 Número
1.5 Impar
Z Letra
-3 Entero
-3 Negativo
-3 Impar
5 Impar
5 Positivo
5 Entero
 Expresiones algebraicas con dos variables. Regularmente la x corresponde a los elementos del primer conjunto
y la y a los elementos del segundo conjunto.
x² + y² = 9
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 Gráficas con puntos (pares ordenados) o líneas (representando la expresión algebraica)
Suele considerarse que todos los elementos del primer conjunto deben estar relacionados con al menos un elemento
del segundo conjunto, sin importar que queden elementos del segundo conjunto que no estén relacionados con
ninguno del primer conjunto.
2. FUNCIÓN
Una función es una regla que asigna a cada número de entrada exactamente un número de salida. Al conjunto de
números de entrada para los cuales se aplica la regla se le llama el dominio de la función. El conjunto de todos los
números de salida se llama el rango. En otras palabras es una relación cuya regla de correspondencia está limitada a
que a cada elemento del primer conjunto le corresponde uno y sólo un elemento del segundo conjunto.
Se puede expresar de las siguientes formas, similares a las de una relación:

Diagrama sagital, en el que se ven muy claros los diferentes casos:
Función inyectiva: a cada elemento del primer conjunto le corresponde uno del segundo y puede sobrar alguno
del segundo conjunto:

Función suprayectiva o sobreyectiva: a cada elemento del segundo conjunto le corresponde al menos uno del
primero y puede ser más de uno.
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
Función biyectiva: a cada elemento del primer conjunto le corresponde uno del segundo y viceversa, por lo
tanto, no se repiten. Se trata de una función inyectiva y sobreyectiva a la vez:

Expresiones algebraicas con dos variables. Regularmente la variable x corresponde a los elementos del primer
conjunto y la variable y a los elementos del segundo conjunto. Y regularmente la variable y está a la izquierda
del signo igual, con coeficiente y exponentes 1 y del otro lado hay sólo variables x.
y = x²

Tabulaciones
x
2
1
0
-1
-2

y
4
1
0
1
4
Pares ordenados
(-3 , 9), (-2 , 4), (-1 , 1), (0 , 0), (1 , 1), (2 , 4), (3 , 9)
Nota: la tabulación y los pares ordenados que puse como ejemplo concuerdan con algunos de los valores enteros
de x y con los correspondientes valores de y, calculados mediante la función y = x². La gráfica que aparece a
continuación incluye los valores no enteros de x y sus correspondientes valores de y.

Una gráfica con puntos (pares ordenados) o líneas (representando la expresión algebraica)
La gráfica de una función debe pasar la prueba de la recta vertical. Esto es: a lo largo de toda la gráfica, cada recta
vertical que se dibujara sólo podría tocar un punto de dicha gráfica en cada posición. Se puede probar acomodando
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una regla de forma vertical, moviéndola de izquierda a derecha y comprobando que sólo toca en un punto a la gráfica
en cada posición. Nota: Relación y función NO son conceptos excluyentes. Toda función es una relación que cumple
con la restricción de que a cada valor del primer conjunto le corresponde máximo un valor del segundo conjunto.
3. TIPO DE FUNCIONES
Las funciones principalmente pueden clasificarse según su naturaleza y condición:
Constantes
Polinómicas
De primer grado
Radicales
Cuadráticas
Algebraicas
Racionales
A trozo
Funciones
Exponenciales
Trascendentes
Logarítmicas
Trigonométricas
3.1. FUNCIONES ALGEBRAICAS
En las funciones algebraicas las operaciones que hay que efectuar con la variable independiente son: la adición,
sustracción, multiplicación, división, potenciación y radicación. Las funciones algebraicas pueden ser:
Funciones explícitas: Si se pueden obtener las imágenes de x por simple sustitución.
f(x) = 5x - 2
Funciones implícitas: Si no se pueden obtener las imágenes de x por simple sustitución, sino que es preciso efectuar
operaciones.
5x - y - 2 = 0
3.1.1.Funciones Polinómicas
Una función polinómica f es una función cuya expresión es un polinomio tal como:
El dominio de las funciones polinómicas son todos los números reales. Las funciones polinómicas son continuas en
todo su dominio. Los exponentes son positivos y enteros. Se llama grado de una función polinómica al mayor
exponente de sus términos. Por ejemplo, el polinomio de la función del gráfico de arriba es de grado 3. Los diferentes
ai (a0, a1, …an), son números reales llamados coeficientes de un polinomio.
Las funciones polinómicas pueden clasificarse en diferentes tipos según el grado del polinomio:
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3.1.1.1. Función Constante
Una función constante es una función polinómica de grado 0 (pues 0 es el coeficiente de x), es aquella función que
siempre toma la misma imagen para cualquier valor de la variable independiente (x), es decir, una función constante
es de la forma f(x)=k, donde k es un número real cualquiera.
La representación gráfica de una función constante es una recta horizontal. Por ejemplo, todas las siguientes
funciones son constantes:
Representación Gráfica De Una Función Constante
Representar gráficamente una función constante es bastante fácil, simplemente hay que dibujar una recta horizontal
en el valor de la función (k).
En el siguiente ejemplo se puede observar el gráfico tres funciones constantes diferentes:
Podemos notar que toda función constante es paralela al eje de las abscisas (eje X).
Por otro lado, hay que tener en cuenta que una recta vertical no es una función constante. De hecho, una recta vertical
no es ni una función, ya que por definición una función solamente puede tener una única imagen para cada valor de
x.
Características De La Función Constante
 El dominio de la función constante son todos los números reales:
 El recorrido o rango de la función constante es únicamente el valor de la constante:
 Se trata de una función continua y par, porque la función siempre toma el mismo valor:
 La función constante no es ni creciente ni decreciente, es un tipo de función que siempre tiene pendiente nula:



Siempre corta el eje OY en el punto (0,k).
Cualquier función constante es un polinomio de grado cero.
Si 𝒦 ≠ 0 la función constante no tiene ninguna raíz, en cambio, si 𝒦 = 0 todos los números reales son raíces de
la función constante.
Ejemplo
Si nos dan el 𝑃 = (0,4) y queremos hallar su función debemos usar la fórmula de la función constante esta función
siempre tiene la misma forma:
Y gráficamente la función constante siempre es una línea horizontal, por tanto, las coordenadas de una función
constante siempre son iguales y de valor k.
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Como el punto por el que pasa la función tiene como coordenada y=4, la función constante que estamos buscando en
este problema tiene que ser:
Para representar una función constante simplemente tenemos que trazar una línea recta horizontal a la altura de la
constante:
3.1.1.2. Funciones de Primer Grado o de Grado 1.
Son funciones que están compuestas por un escalar que multiplica a la variable independiente más una constante. Su
mayor exponente es x elevado a 1.
Su representación gráfica es una recta de pendiente m.
La m es la pendiente y la n la ordenada, o punto en donde corta la recta f al eje de ordenadas. Según los valores
de m y n existen tres tipos:
Funciones afines: son funciones de primer grado que no pasan por el origen, es decir, la ordenada no es nula (n ≠ 0):
Funciones lineales: son funciones polinómicas de grado 1 tales que la ordenada o constante es nula (n = 0), de
manera que:
La gráfica de esta función es una recta que pasa por el origen de coordenadas y su pendiente es la constante de
proporcionalidad m.
Si m>0 la recta pasa por el primer y tercer cuadrante y la función es creciente.
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RELACIONES, FUNCIONES Y GRAFICAS.
Si m<0 la recta pasa por el segundo y cuarto cuadrante y la función es decreciente.
Si m= 1 la gráfica es la bisectriz del primer y tercer cuadrante.
Si m =-1 la gráfica es la bisectriz del primer y cuarto cuadrante.
Funciones identidad: es un caso particular de funciones lineales, tal que a cada elemento x le hace corresponder éste
mismo valor en f(x). Es decir, m = 1 y n = 0.
Ejemplo
F(x)=2x-3
Si hacemos f(x)=y nos queda que y=2x-3. Partimos de aquí construyendo una tabla de valores sustituyendo x por
valores y asi determinar los valores de y.
X=0 → y = f(0) = 2(0) – 3= 0 – 3 = - 3
X=2 → y = f(2) = 2(2) – 3= 4 – 3 = 1
X=-1 → y = f(-1) = 2(-1) – 3= -2 – 3 = -5
X
Y
2
1
0
-3
-1
-5
La gráfica obtenida es una línea recta que no pasa por el origen por lo que es una función afín.
El dominio es el conjunto de todos los números reales r. Son f = R = (-infinito, + infinito)
El rango de esta función son todos los números reales r.
La pendiente de esta función ya que es una función y esta escrita y=mx+b, su pendiente m =2.
Podemos calcular la intersección de la función en el punto y haciendo x=0 y nos da que la intersección en el eje y es
(0,-3)
Y para determinar la intersección en el eje x hacemos 0=y y despejamos x.
Y=2x-3 0=2x-3 3=2×. 3/2=x.
Esto nos da que la intersección en el eje x es (3/2, 0)
La función afín será una función biyectiva.
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Funciones cuadráticas.
Son funciones polinómicas de grado 2, es decir, su mayor exponente es x elevado a 2 (x2):
Su representación gráfica es una parábola vertical.
Características de una función cuadrática
La concavidad nos indica la forma o abertura de la parábola, si el coeficiente a es mayor a cero la parábola
abre hacia arriba y si el coeficiente es menor a cero la parábola abre hacia abajo.
Ax2+bx+c=0
a>0 U ; a<0
El vértice es el punto mínimo de una parábola si a>0, y máximo si a<0, y se calcula con la siguiente fórmula:
𝑏
4𝑎𝑐 − 𝑏
𝑥 = − ,𝑦 =
2𝑎
4𝑎
El signo discriminante de la ecuación de segundo grado ∆= 𝑏 − 4𝑎𝑐 determina los puntos de corte de los ejes
así:
Si b2 -4ac > 0 existe 2 puntos donde corta al eje de las abscisas.
2
Si b -4ac =0 corta en un punto de las abscisas, es decir existe un punto donde la parábola es secante al eje de
las abscisas.
Si b2-4ac < 0 no existe puntos donde la parábola corte al eje de las abscisas.
El dominio de una función cuadrática es el conjunto de los números reales E. Debido a que todo número real
puede ser sustituido por x y el valor correspondiente de y será también un número real.
El rango de 7na función cuadrática será un subconjunto de los números, es decir irá desde el valor y del vértice
hasta el infinito positivo o negativo.
El eje de la para bola se le llama eje de simetría es la recta que pasa por el vértice de la parábola y su ecuación
x=-b/2.a
Intercepciones son los puntos donde corta la función en los ejes x,y. Se puede encontrar la intercepción en el
eje y al sustituir x por 0 en la función, pero para conseguir la intercepción en x se iguala la función a 0 para
encontrar las raíces usando la factorización, completación de cuadros o la fórmula cuadrática general.
Ejemplo
F(x)=x2 -4x +3
Como a =1>0 la parábola abre hacia arriba
El eje de la parábola es:
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𝑥=
−𝑏 −(−4)
=
=2
2. 𝑎
2.1
El vértice
−𝑏 4𝑎𝑐 − 𝑏
4.1.3 − (−4)
,
= 2,
= (2, −1)
2. 𝑎
4. 𝑎
4.1
También se puede encontrar el vértice de y sustituyendo el valor de x por 2 en la ecuación 𝑦 = 𝑥 − 4𝑥 + 3
𝑉=
𝑦 = 2 − 4.2 + 3 = 4 − 8 + 3 = −1
Los puntos de corte con el eje y hacemos x=0 y nos queda que y =3
𝑦 = 0 − 4.0 + 3 = 0 − 0 + 3 = 3
Para encontrar los puntos de corte en el eje x debemos evaluar b 2-4ac
𝑏 − 4. 𝑎. 𝑐 = 4 − 4.1.3 = 16 − 12 = 4 > 0
Esto nos indica que la parábola corta al eje x en 2 puntos.
Hacemos y =0 y nos queda
𝑥 − 4𝑥 + 3 = 0
Resolviendo por factorización se tiene que (x-3)(x-1)=0
X1=3
X2=1
Al observar la gráfica podemos ver que:
Dom f =R
Rgo f = [-1, infinito)
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