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UNJu – Facultad de Ingeniería ANÁLISIS MATEMÁTICO I – 2021 - 1 - Funciones elementales y trascendentes –Traslaciones, Cambios de tamaño y Reflexiones del gráfico de una función. Cuestionario a) Si conoce el gráfico de una función dada por y = f (x ), ¿ Qué transformaciones podría hacer a dicho gráfico y cómo quedaría modificada la fórmula en cada caso? b) ¿Cuáles son las funciones elementales?. Indicar la fórmula y asociarle el gráfico correspondiente c) Defina cada una de las funciones trigonométricas d) Indicar las gráficas de las funciones trigonométricas e) Indicar dominio e imagen de las funciones logaritmo y exponencial. f) ¿Qué relación existe entre las funciones logaritmo y exponencial? g) ¿Cuál es el gráfico de las funciones logaritmo y exponencial? h) ¿Cuáles son las funciones hiperbólicas y como se definen? Ejercicios Resueltos 1.- Representar gráficamente, indicar dominio e imagen a) ( ) 1 y f x 3 x 1 = = − − b) ( ) ( )( )3y f x ln x 2 .e= = + Solución: Para representar gráficamente este tipo de funciones vamos a seguir los siguientes pasos Paso 1: Identificar cual es la función elemental involucrada Paso 2: Usar los conceptos de traslación, reflexión, estiramiento y/o compresión Paso 3: Esbozar el gráfico y ajustarlo realizando una tabla con pocos valores a) Se observa que la variable se encuentra en el denominador con exponente unitario. La función elemental presente en la fórmula es 1 y x = , cuyo gráfico es: Al gráfico de esta función elemental se le deben realizar los siguientes desplazamientos: desplazamiento horizontal de 1 unidad hacia la derecha y desplazamiento vertical de 3 unidades hacia abajo. TRABAJO PRÁCTICO Nº 3 UNJu – Facultad de Ingeniería ANÁLISIS MATEMÁTICO I – 2021 - 2 - Gráfico b) Para el gráfico correspondiente a: ( ) ( )( )3y f x ln x 2 .e= = + se hace un repaso de conceptos Definición de logaritmo: c alog b = c a b = Siendo a > 0, a 1 b > 0 En particular si la base del logaritmo (a) es el número irracional e 2,718281 , el logaritmo se llama natural o neperiano y se anota: ln Propiedades: ( ) ( ) ( ) ( ) A B ln A.B ln A ln B Logaritmo de un producto ln A / B ln A ln B Logaritmo de un cociente ln B A ln B Logaritmo de una potencia 1 ln A ln A Logaritmo de una raíz B = + = − = = Aplicando estas propiedades en la fórmula de la función dada, se tiene: ( )( ) ( )3y ln x 2 .e 3 ln x 2 1= + = + + Al gráfico de la función elemental y ln x= , se hace un estiramiento 3 veces (al triple), se desplaza 2 unidades a la izquierda y una unidad hacia arriba. NOTA: Al graficar funciones, los estiramientos, compresiones del gráfico y las reflexiones con respecto a los ejes, se consideran antes de aplicar los desplazamientos horizontales y verticales UNJu – Facultad de Ingeniería ANÁLISIS MATEMÁTICO I – 2021 - 3 - Gráfico y verificación con tabla de valores 2.−) Definir la función Parte Entera. Dar el gráfico, dominio e imagen. Solución Función parte entera: Se define ( ) f : R R / y f x x z si z x z 1 , z Z→ = = = + La función parte entera asigna a cada número real, el mayor número entero que sea menor o igual que él. Por ejemplo 9,43 9 , 2,003 2 , 1,4 2 , 7 7 , = = − = − − = − 0,5 1− = − 3.-) Representar gráficamente, indicar dominio e imagen la función definida sectorialmente: f ( x ) = 2 x 4 x 2 x 2 x 2 − + Solución En este caso el gráfico que corresponde es la parábola de ecuación x2− 4 para valores de x < 2 y la recta de ecuación x + 2 para valores x > 2. Es decir UNJu – Facultad de Ingeniería ANÁLISIS MATEMÁTICO I – 2021 - 4 - Ejercicios del TP Nº 3 para resolver en clase 1.-) Escribir una ecuación de la recta que cumpla las siguientes condiciones. Graficar dicha recta a) Es vertical y su abscisa al origen es 3 b) Es horizontal y pasa por ( 21 , 5 ) c) Tiene abscisa al origen − 5 y ordenada al origen 7 d) Pasa por los puntos P( − 3, 4 ) y Q( 2, 0 ) e) Pasa por ( 3, 1) y tiene pendiente − 5 f) Pasa por el punto P(0, − 1 ) y tiene un ángulo de inclinación de 60º g) Tiene pendiente 6 y corta a la recta de ecuación y = 3x , en el punto x = − 1 h) Pasa por el punto P(−2, 2 ) y es paralela a la recta de ecuación 7x + y = 3 2.-) .- El dueño de un shopping en la zona céntrica sabe por experiencias pasadas que si cobra x pesos por alquilar un local del mismo, el número "y" de espacios que puede alquilar está dado por la ecuación: y = 160 – 0,2x a) Graficar la función lineal dada por la fórmula indicada b) ¿Qué representa la pendiente de la recta graficada? y la intersección de la recta con ambos ejes? 3.-) a) A partir de la gráfica de la función elemental y x= , dar la ecuación de la de la función cuyo gráfico se ha modificado, mediante: i) Una traslación de 3 unidades hacia abajo ii) Un desplazamiento de 2 unidades hacia la derecha y uno hacia abajo iii) La función desplazada 3 unidades a la izquierda se comprime a la mitad UNJu – Facultad de Ingeniería ANÁLISIS MATEMÁTICO I – 2021 - 5 - b) Dado el gráfico de la función cuya fórmula es y = f(x), dar las fórmulas de los gráficos desplazados de y representados. 3.-) Explicar cómo se obtiene la gráfica de la función dada por cada una de las siguientes fórmulas, a partir de la grafica de y = f(x) a) y = 3 f ( x ) d) y = f ( x − 5 ) + 9 b) y = f (− x ) − 5 e) y = 1 2 f ( x ) − 3 c) y = − f (− x ) f) y = − 2 f ( x + 4 ) − 7 4.-) Representar gráficamente indicando dominio e imagen. a) y = 3 x 3− b) y = x2 − 4 x + 3 c) y = 7 x 3 − − d) y = x+3 6− − e) y = − ( x + 2)3 + 3 f) y = | 2x + 4 | − 1 g) y = x 3 x 9 + − h) y = 4 1 5 (x 1) + − i) y = 2 − sg (x + 2 ) j) y = 2 [ x + 3 ] k) ( x + 5 )2 + ( y − 1 ) 2 = 9 l) 2 2 (x 3) (y 1) 1 4 16 − + + = 5.-) Representar gráficamente las siguientes funciones trascendentes. Si es necesario, aplicar propiedades para escribir la fórmula de manera de reconocer desplazamientos, estiramientos y reflexiones con respecto a ejes. Dar dominio e Imagen. a) 10 y log x = b) ( )y cos x 2= − + c) ( )y ch x 2= +c) y=2 2x− + 6.-) Estudiar la paridad de las funciones cuyas fórmulas son: UNJu – Facultad de Ingeniería ANÁLISIS MATEMÁTICO I – 2021 - 6 - a) f(x) = shx tgx+ b) ( ) ( ) 4 ch 2x f x x = 7.-) En base al gráfico de la función g/ 2x 4 si x 0 y 6 si x 0 x 2 − = − , hallar: a) x / y 0 b) y/ x 1 − 8.-) Basándose en las funciones elementales conocidas, determinar las fórmulas de las funciones representadas a continuación a) b) Ejercicios Adicionales: Trabajo Práctico N° 3 1.-) Se dan dos conjuntos de tres puntos cada uno. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) M 4;2 , 3; 1 , 2;4 y N 2;2 , 4;2 , 0; 1= − − = − − Determinar si estas ternas son vértices de triángulos rectángulos. Justificar usando conceptos de función lineal 2.-) Plantear y resolver aplicando conceptos de funciones trascendentes: Un alumno está resolviendo ejercicios de un libro. Siguiendo sus conocimientos llega al siguiente resultado: ( ) x 2 2 chx ln2 sh x 1 ln 2 − − Luego busca la respuesta en el libro y encuentra: x x x 1 e e 2 1 ln2 1 ln2 − − + + − Comprobar que las dos expresiones son equivalentes.