MONOTONIA D'UNA FUNCIÓ

Com trobar els intervals de monotonia d'una funció?

Com trobar els intervals de monotonia d'una funció?

Per trobar els intervals de creixement i decreixement d'una funció i els seus extrems relatius cal seguir els següents passos:

1. Trobar el domini de la funció f(x). Els punts que no siguin del domini després els haurem de tenir en compte en el pas 4

2. Trobar la funció derivada f '(x)

3. Igualar la derivada a zero i resoldre aquesta equació. Amb aquest pas trobarem el valors de la x dels possibles extrems relatius

4. Col·loquem damunt la recta real els valors trobats en les passes 1 i 3 (valors de la x que no són del domini i possibles extrems relatius) de manera que la recta ens queda dividida en intervals.

5. Per a cada interval trobat cal comprovar se la funció és creixent o decreixent. Per això sols cal agafar un valor de x = xo que estigui dins l'interval i substituir en la funció f '(x):

    • Si f '(xo) >0 → la funció és creixent en l'interval
    • Si f '(xo) <0 → la funció és creixent en l'interval

6. En funció del pas anterior decidir si els punts trobats en el pas 3 són màxim relatiu, mínim relatiu o cap de les dues coses.

7. Els punts que no són del domini mai poden ser ni màxim relatiu ni mínim relatiu. Són punts de discontinuïtat

Exemple 1 :

Anem a trobar els intervals de creixement, decreixement i els extrems relatius de la funció f parèntesi esquerre x parèntesi dret igual fracció numerador x elevat a 4 entre denominador x al quadrat menys 1 fi fracció

1. x al quadrat menys 1 igual 0 espai fletxa dreta x igual més-menys 1 espai espai fletxa dreta espai D o m espai f parèntesi esquerre x parèntesi dret igual normal nombres reals menys clau esquerra menys 1 coma 1 clau dreta

2. f apòstrof parèntesi esquerre x parèntesi dret igual fracció numerador 4 x al cub obre parèntesis x al quadrat menys 1 tanca parèntesis menys x elevat a 4 per 2 x entre denominador obre parèntesis x al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual fracció numerador 4 x elevat a 5 menys 4 x al cub menys 2 x elevat a 5 entre denominador obre parèntesis x al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual fracció numerador 2 x elevat a 5 menys 4 x al cub entre denominador obre parèntesis x al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció

3. fracció numerador 2 x elevat a 5 menys 4 x al cub entre denominador obre parèntesis x al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual 0 espai fletxa dreta 2 x elevat a 5 menys 4 x al cub igual 0 fletxa dreta 2 x al cub parèntesi esquerre x al quadrat menys 2 parèntesi dret espai igual 0 fletxa dreta obre claus taula atributs alineació columna left fin atributs fila cel·la 2 x al cub igual 0 fletxa dreta x subíndex 1 igual 0 fi cel·la fila cel·la x al quadrat menys 2 fletxa dreta x al quadrat igual 2 fletxa dreta x igual més-menys arrel quadrada de 2 fletxa dreta x subíndex 2 igual arrel quadrada de 2 espai espai i espai espai x subíndex 3 igual menys arrel quadrada de 2 fi cel·la fi taula tanca

4. Col·loquem damunt la recta real els valors x subíndex 1 igual 0 coma espai espai x subíndex 2 igual arrel quadrada de 2 espai coma espai x subíndex 3 igual menys arrel quadrada de 2 coma espai espai x subíndex 4 igual menys 1 espai espai i espai espai x subíndex 5 igual 1

Obtenim doncs els intervals: parèntesi esquerre menys infinit coma menys arrel quadrada de 2 espai parèntesi dret coma espai espai parèntesi esquerre menys arrel quadrada de 2 coma espai menys 1 parèntesi dret coma espai espai parèntesi esquerre menys 1 coma 0 parèntesi dret coma espai espai parèntesi esquerre 0 coma 1 parèntesi dret coma espai espai parèntesi esquerre 1 coma arrel quadrada de 2 espai parèntesi dret espai espai i espai parèntesi esquerre arrel quadrada de 2 coma espai més infinit parèntesi dret espai

5. Per a cada interval trobat agafem un valor de x = xo que estigui dins l'interval i substituïm en la funció f '(x):

f apòstrof parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret igual fracció numerador 2 parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret elevat a 5 menys 4 parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret al cub entre denominador obre parèntesis parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual fracció numerador menys 64 més 32 entre denominador 9 fi fracció igual menys fracció 32 entre 9 menor que 0
f apòstrof parèntesi esquerre 2 parèntesi dret igual fracció numerador 2 per 2 elevat a 5 menys 4 per 2 al cub entre denominador obre parèntesis 2 al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual fracció numerador 64 menys 32 entre denominador 9 fi fracció igual fracció 32 entre 9 major que 0
f apòstrof parèntesi esquerre menys 1.1 parèntesi dret igual fracció numerador 2 parèntesi esquerre menys 1.1 parèntesi dret elevat a 5 menys 4 parèntesi esquerre menys 1.1 parèntesi dret al cub entre denominador obre parèntesis parèntesi esquerre menys 1.1 parèntesi dret al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual 47.69 major que 0
f apòstrof parèntesi esquerre 1.1 parèntesi dret igual fracció numerador 2 parèntesi esquerre 1.1 parèntesi dret elevat a 5 menys 4 parèntesi esquerre 1.1 parèntesi dret al cub entre denominador obre parèntesis parèntesi esquerre 1.1 parèntesi dret al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual menys 47.69 menor que 0
f apòstrof parèntesi esquerre 0.5 parèntesi dret igual fracció numerador 2 parèntesi esquerre 0.5 parèntesi dret elevat a 5 menys 4 parèntesi esquerre 0.5 parèntesi dret al cub entre denominador obre parèntesis parèntesi esquerre 0.5 parèntesi dret al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual menys 0.78 menor que 0
f apòstrof parèntesi esquerre menys 0.5 parèntesi dret igual fracció numerador 2 parèntesi esquerre menys 0.5 parèntesi dret elevat a 5 menys 4 parèntesi esquerre menys 0.5 parèntesi dret al cub entre denominador obre parèntesis parèntesi esquerre menys 0.5 parèntesi dret al quadrat menys 1 tanca parèntesis al quadrat fi fracció igual 0.78 major que 0

parèntesi esquerre menys infinit coma menys arrel quadrada de 2 espai parèntesi dret menys arrel quadrada de 2 parèntesi esquerre menys arrel quadrada de 2 coma espai menys 1 parèntesi dret menys 1 parèntesi esquerre menys 1 coma 0 parèntesi dret 0 parèntesi esquerre 0 coma 1 parèntesi dret 1 parèntesi esquerre 1 coma arrel quadrada de 2 espai parèntesi dret arrel quadrada de 2 parèntesi esquerre arrel quadrada de 2 coma espai més infinit parèntesi dret espai

f espai apòstrof parèntesi esquerre menys 2 parèntesi dret menor que 0 f espai apòstrof parèntesi esquerre menys 1.1 parèntesi dret major que 0 f espai apòstrof parèntesi esquerre menys 0.5 parèntesi dret major que 0 f espai apòstrof parèntesi esquerre 0.5 parèntesi dret menor que 0 f espai apòstrof parèntesi esquerre 1.1 parèntesi dret menor que 0 f espai apòstrof parèntesi esquerre 2 parèntesi dret major que 0

6. Els extrems relatius són:

M í n i m espai r e l a t i u espai e n espai parèntesi esquerre menys arrel quadrada de 2 coma f parèntesi esquerre menys arrel quadrada de 2 espai parèntesi dret parèntesi dret igual parèntesi esquerre menys arrel quadrada de 2 coma espai 4 parèntesi dret espai espai i espai e n espai parèntesi esquerre arrel quadrada de 2 coma f parèntesi esquerre arrel quadrada de 2 espai parèntesi dret parèntesi dret igual parèntesi esquerre arrel quadrada de 2 coma espai 4 parèntesi dret

M à x i m espai r e l a t i u espai e n espai parèntesi esquerre 0 coma f parèntesi esquerre 0 parèntesi dret parèntesi dret igual parèntesi esquerre 0 coma 0 parèntesi dret

7. En x=-1 i en x=1 hi ha discontinuïtats

Comprovem el resultat amb la gràfica de la funció: