miércoles, 25 de noviembre de 2015

5.4 Concavidad, puntos de inflexión y prueba de la segunda derivada.


Concavidad, puntos de inflexión y prueba de la segunda derivada. 

 


La segunda derivada de una función también proporciona información sobre el comportamiento de ésta. Para iniciar este estudio daremos la siguiente:


 
Definición  de concavidad
 
Se dice que la gráfica de una función f es cóncava hacia arriba en un intervalo A, $(A\subseteq D_{f})$, si $f'(x)$ es creciente sobre A. Si $f'(x)$ es decreciente sobre A entonces se dice que la gráfica de f es cóncava hacia abajo.

Note que es la función derivada $f'$ la que debe ser creciente o decreciente en el intervalo A.

En la siguiente representación gráfica, una función f es cóncava hacia arriba en el intervalo $]a,b[$ y cóncava hacia abajo en el intervalo $]b,c[$

https://tecdigital.tec.ac.cr/revistamatematica/cursos-linea/CALCULODIFERENCIAL/curso-elsie/aplicacionesderivada/html/images/imagen13.gif

 

 
Teorema 5
 
Si f es una función tal que $f''(x)>0$ cuando $x \in
]a,b[$, entonces la gráfica de fes cóncava hacia arriba sobre $]a,b[$.

Demostración:

Si $f''(x)>0$ y como $f''(x)= D_{x}f'(x)$, entonces se tiene que $f'(x)$ es creciente sobre $]a,b[$ por lo que de acuerdo con la definición de concavidad de una función, se obtiene que f es cóncava hacia arriba sobre $]a,b[$.

 

 
Teorema 6
 
Si f es una función tal que $f''(x)<0$ cuando $x \in
]a,b[$, entonces la gráfica de fes cóncava hacia abajo sobre $]a,b[$.

Demostración:

De la hipótesis: $f''(x)<0$, y como $f''(x)_{x}=D_{x}f'(x)$, se obtiene que $f'(x)$ es decreciente sobre $]a,b[$ por lo que según la definición dada sobre concavidad, la gráfica de la función es cóncava hacia abajo sobre $]a,b[$.

 

Punto de inflexión

f presenta un punto de inflexión en x=a si existe δ > 0 / para todo x perteneciente a (a - δ,a) f(x) > f'(a)(x-a) + f(a) y para todo x perteneciente a (a,a + δ) f(x) < f'(a)(x-a) + f(a) (o viceversa: f menor a la izquierda y mayor a la derecha).

http://matematica.50webs.com/graficos/puntinf1.gif
   
En el semientorno izquierdo de a, f está por encima de la tangente a f(x) en a, y en el semientorno derecho de a, f está por debajo de la tangente.
 
http://matematica.50webs.com/graficos/puntinf2.gif


 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
En el semientorno izquierdo de a, f está por debajo de la tangente a f(x) en a, y en el semientorno derecho de a, f está por encima de la tangente.
 

8 comentarios:

  1. pauliana soy javier mi comentario es que cuando habro tu blog inicia en la unidad 5 y pues te sugiero que le des un orden que inicie con la unidad uno. es mi cometario

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  2. buen trabajo pau, pero como hiciste tu trabajo por entradas pues no tiene orden, pero hiciste buen blog

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  3. Buen blog, se ve bien el acomodo de toda la informacion.

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  4. paulina muy buen blog, pero si deverias ponerle un orden pero me gusto mucho

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  5. perfecto paulina, muy estructurado, muy bien !!

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