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 linke klammer x rechte klammer gleich Zähler x hoch 4 geteilt durch Nenner x im Quadrat minus 1 Bruchergebnis

1. x im Quadrat minus 1 gleich 0 Leerzeichen rechtspfeil x gleich plusminus 1 Leerzeichen Leerzeichen rechtspfeil Leerzeichen D o m Leerzeichen f linke klammer x rechte klammer gleich gerade reelle Zahlen minus linke geschweifte klammer minus 1 Komma 1 rechte geschweifte klammer

2. f apostroph linke klammer x rechte klammer gleich Zähler 4 x hoch drei Klammer öffnen x im Quadrat minus 1 Klammer schließen minus x hoch 4 mal 2 x geteilt durch Nenner Klammer öffnen x im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich Zähler 4 x hoch 5 minus 4 x hoch drei minus 2 x hoch 5 geteilt durch Nenner Klammer öffnen x im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich Zähler 2 x hoch 5 minus 4 x hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen x im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis

3. Zähler 2 x hoch 5 minus 4 x hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen x im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich 0 Leerzeichen rechtspfeil 2 x hoch 5 minus 4 x hoch drei gleich 0 rechtspfeil 2 x hoch drei linke klammer x im Quadrat minus 2 rechte klammer Leerzeichen gleich 0 rechtspfeil geschweifte Klammern öffnen Tabellenattribute Spaltenausrichtung left Ende Attribute Zeile Zelle 2 x hoch drei gleich 0 rechtspfeil x unterer Index 1 gleich 0 Ende Zelle Zeile Zelle x im Quadrat minus 2 rechtspfeil x im Quadrat gleich 2 rechtspfeil x gleich plusminus Quadratwurzel aus 2 rechtspfeil x unterer Index 2 gleich Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen Leerzeichen i Leerzeichen Leerzeichen x unterer Index 3 gleich minus Quadratwurzel aus 2 Ende Zelle Ende Tabelle schließen

4. Col·loquem damunt la recta real els valors x unterer Index 1 gleich 0 Komma Leerzeichen Leerzeichen x unterer Index 2 gleich Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen Komma Leerzeichen x unterer Index 3 gleich minus Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen Leerzeichen x unterer Index 4 gleich minus 1 Leerzeichen Leerzeichen i Leerzeichen Leerzeichen x unterer Index 5 gleich 1

Obtenim doncs els intervals: linke klammer minus unendlichkeitszeichen Komma minus Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen rechte klammer Komma Leerzeichen Leerzeichen linke klammer minus Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen minus 1 rechte klammer Komma Leerzeichen Leerzeichen linke klammer minus 1 Komma 0 rechte klammer Komma Leerzeichen Leerzeichen linke klammer 0 Komma 1 rechte klammer Komma Leerzeichen Leerzeichen linke klammer 1 Komma Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen rechte klammer Leerzeichen Leerzeichen i Leerzeichen linke klammer Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen plus unendlichkeitszeichen rechte klammer Leerzeichen

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 apostroph linke klammer minus 2 rechte klammer gleich Zähler 2 linke klammer minus 2 rechte klammer hoch 5 minus 4 linke klammer minus 2 rechte klammer hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen linke klammer minus 2 rechte klammer im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich Zähler minus 64 plus 32 geteilt durch Nenner 9 Bruchergebnis gleich minus 32 geteilt durch 9 kleiner als 0
f apostroph linke klammer 2 rechte klammer gleich Zähler 2 mal 2 hoch 5 minus 4 mal 2 hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen 2 im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich Zähler 64 minus 32 geteilt durch Nenner 9 Bruchergebnis gleich 32 geteilt durch 9 größer als 0
f apostroph linke klammer minus 1.1 rechte klammer gleich Zähler 2 linke klammer minus 1.1 rechte klammer hoch 5 minus 4 linke klammer minus 1.1 rechte klammer hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen linke klammer minus 1.1 rechte klammer im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich 47.69 größer als 0
f apostroph linke klammer 1.1 rechte klammer gleich Zähler 2 linke klammer 1.1 rechte klammer hoch 5 minus 4 linke klammer 1.1 rechte klammer hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen linke klammer 1.1 rechte klammer im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich minus 47.69 kleiner als 0
f apostroph linke klammer 0.5 rechte klammer gleich Zähler 2 linke klammer 0.5 rechte klammer hoch 5 minus 4 linke klammer 0.5 rechte klammer hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen linke klammer 0.5 rechte klammer im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich minus 0.78 kleiner als 0
f apostroph linke klammer minus 0.5 rechte klammer gleich Zähler 2 linke klammer minus 0.5 rechte klammer hoch 5 minus 4 linke klammer minus 0.5 rechte klammer hoch drei geteilt durch Nenner Klammer öffnen linke klammer minus 0.5 rechte klammer im Quadrat minus 1 Klammer schließen im Quadrat Bruchergebnis gleich 0.78 größer als 0

linke klammer minus unendlichkeitszeichen Komma minus Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen rechte klammer minus Quadratwurzel aus 2 linke klammer minus Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen minus 1 rechte klammer minus 1 linke klammer minus 1 Komma 0 rechte klammer 0 linke klammer 0 Komma 1 rechte klammer 1 linke klammer 1 Komma Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen rechte klammer Quadratwurzel aus 2 linke klammer Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen plus unendlichkeitszeichen rechte klammer Leerzeichen

f Leerzeichen apostroph linke klammer minus 2 rechte klammer kleiner als 0 f Leerzeichen apostroph linke klammer minus 1.1 rechte klammer größer als 0 f Leerzeichen apostroph linke klammer minus 0.5 rechte klammer größer als 0 f Leerzeichen apostroph linke klammer 0.5 rechte klammer kleiner als 0 f Leerzeichen apostroph linke klammer 1.1 rechte klammer kleiner als 0 f Leerzeichen apostroph linke klammer 2 rechte klammer größer als 0

6. Els extrems relatius són:

M í n i m Leerzeichen r e l a t i u Leerzeichen e n Leerzeichen linke klammer minus Quadratwurzel aus 2 Komma f linke klammer minus Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen rechte klammer rechte klammer gleich linke klammer minus Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen 4 rechte klammer Leerzeichen Leerzeichen i Leerzeichen e n Leerzeichen linke klammer Quadratwurzel aus 2 Komma f linke klammer Quadratwurzel aus 2 Leerzeichen rechte klammer rechte klammer gleich linke klammer Quadratwurzel aus 2 Komma Leerzeichen 4 rechte klammer

M à x i m Leerzeichen r e l a t i u Leerzeichen e n Leerzeichen linke klammer 0 Komma f linke klammer 0 rechte klammer rechte klammer gleich linke klammer 0 Komma 0 rechte klammer

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

Comprovem el resultat amb la gràfica de la funció: