Modelos Matemáticos Básicos y su conocimiento Bloque III Funciones Lineales y Cuadráticas Docente: L.M.A. Norma Guadalupe Manzano Ramírez Definición de función. Clasificación. Tipos de representación El concepto de función es uno de los más importantes en el mundo de las matemáticas. Las funciones no sólo representan fórmulas, o lugares geométricos, también se utilizan como modelos matemáticos que resuelven problemas de la vida real. Función Una función es la relación entre dos conjuntos llamados dominio y codominio, en el cual a cada elemento del dominio le corresponde uno del codominio. A cada elemento del dominio corresponde un elemento del primer conjunto sobre el cual es “aplicado” o representado por la función. Función Cuando dos variables están relacionadas de tal manera que el valor de la primera queda determinado si se da un valor a la segunda, entonces se dice que la primera es función de la segunda. y = f(x) Variable dependiente o la Función Variable independiente o el Argumento Clasificación Algebraicas Funciones Trascendentes Trigonométricas Inversas Trigonométricas Exponenciales Logarítmicas Algebraicas: f ( x ) = x3 −4x f ( x ) =3x2 −5x −6 f ( x ) = x −4 g( x ) = 3 x +1 y= x g( x ) = x −2 −1 Trascendentes : f (x ) = cos x f (x ) = e4x s(t ) = ln(2t - 4) ⎛ ⎞ π f (x ) = sen ⎜⎜ x − ⎟⎟ 2 ⎠ ⎝ y =e x +2 g(x ) = log(x +1) Explícitas: y = x2 y = x3 −1 x−3 f (x) = x+5 x g( x ) = x−1 y =sen3x 1 f ( x ) =cos x 2 s ( t ) =et g( x ) = 2x+3 y =logx f ( x ) =ln(3x ) Implícitas : x2 − 8y +16 = 0 x3 + y2 − 3x = 0 sen x + cos y = 1 y e = x +3 Funciones Estas se identifican como: Función lineal. Función cuadrática Función compuesta. Función polinomial. Función racional. Función inversa. Función exponencial. Función logarítmica. Función trigonométrica. Función lineal Es toda función polinomial de primer grado, es decir, si n=1, entonces f(x) = a1x + a0 . y=7x-5 El dominio y rango de una función lineal es el conjunto de los números reales (R). Ya que la variable independiente (x) puede asignársele cualquier valor y para ello la variable dependiente (y) también podrá tomar cualquier valor. Fíjate en la gráfica de este ejemplo y convéncete que tanto para x como para y la gráfica se extiende hacia los infinitos. Función cuadrática Es toda función polinomial de segundo grado, es decir, n=2 o sea f(x) = a2x2 + a1x + a0, pero su ecuación se expresa habitualmente en la forma f(x)= ax2 + bx + c, con “a” diferente de cero. y=-2x2+5x-4 El dominio de una función cuadrática es el conjunto de los números reales (R). Ya que en estos casos la variable independiente (x) puede tomar cualquier valor, es decir, puedo sustituir cualquier número real y efectuar la operación -2x2+5x-4 En el caso del rango habría que pensar, ¿la variable dependiente (y) puede tomar cualquier valor?. Ejemplo, si x=5, ¿cómo es y?. O bien, si la variable independiente es cualquier número real, es decir, puede tomar cualquier valor, entonces ¿la variable dependiente (y) también puede tomar cualquier valor?. Sugerencia: fíjate en su gráfica y contesta a esta interrogante. ¿De qué depende el rango de una función de este tipo? Fíjate en sus elementos de esta gráfica y notarás la respuesta. Función polinomial Cualquier función que se puede obtener a partir de la función constante y de la función identidad mediante las operaciones de suma, resta, multiplicación y potenciación se llama función polinomial. La ecuación general de una función polinomial es de la forma: f(x)=a n x n+ a n-1 x n-1+ a n-2 x n-2 + ….+ a0 Función racional Es toda función que se puede expresar como el cociente de dos polinomios: f (x ) = P(x ) 3x - 5 , donde Q(x ) ≠ 0; por ejemplo, f (x ) = Q(x ) x-6 Función exponencial Es toda función en la que la variable independiente está en el exponente, por ejemplo: f(x)=2x Función logarítmica Podemos definir la función f(x) tal que a cada x le asignemos log b x; a dicha función le llamaremos función logarítmica, o sea, f(x)=log b x. f (x ) = log(x - 1) g(x ) = log(x + 5 ) b(x ) = log 2x Función trigonométricas Son razones entre elementos rectilíneos ligados a un ángulo, cuya variación depende de la variación de dicho ángulo. Cuando, el ángulo es la variable independiente, las razones trigonométricas consideradas se llaman funciones trigonométricas directas. Seno Coseno Tangente Cosecante Secante Cotangente Tipos de representación Mediante un enunciado; por ejemplo: “El área de un círculo varía directamente con el cuadrado de su radio” Mediante una ecuación; por ejemplo: A=πr2 Tipos de representación Mediante un conjunto de pares ordenados; por ejemplo: R={(1,4), (2,8), (3,12), (4,16), (5,20)} Cuando expresamos una relación de esta forma, el conjunto cuyos elementos son los primeros componentes de los pares ordenados, constituye su dominio, mientras que el conjunto cuyos elementos son los segundos componentes constituye su rango. Su dominio {1, 2, 3, 4, 5} Su rango {4, 8, 12, 16, 20} Tipos de representación Mediante una tabla de valores; por ejemplo: x 1 2 3 4 y 5 10 15 20 Mediante una gráfica. Mediante un diagrama, por ejemplo: Diagramas de Venn Dominio y rango de una función Dominio y Rango de una función n Dominio de una función es el conjunto de valores que pueden asignarse a la variable independiente de una función, de forma que la variable dependiente este definida. n Rango de una función es el conjunto de valores que puede tomar la variable dependiente de una función. Tipos y gráficas de funciones Sistema de coordenadas rectangulares Se ubica en un plano por medio de dos rectas perpendiculares llamadas ejes coordenados, que se intersecan en el origen “o”. La recta horizontal recibe el nombre de “eje x”. La recta vertical recibe el nombre de “eje y”. Los ejes coordenados I, II, III y IV cuadrantes y + II I - + o x´ x III IV y´ - GRÁFICAS DE FUNCIONES Función Lineal Función cuadrática Función Exponencial Función Logaritmo Funciones Racionales