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$ \text{Dom}(f) = \mathbb{R} $
2. Hallamos la derivada de la función
$ f(x) = 3x^{4} + 4x^{3} - 12x^{2} + 7 $
$ f'(x) = 12x^{3} + 12x^{2} - 24x $
3. Buscamos los puntos críticos:
3.1. Buscamos los valores del dominio de \( f \) donde la derivada no está definida, comparando los dominios de ambas:
El \( \text{Dom}(f) = \text{Dom}(f') = \mathbb{R}. \) No obtuvimos puntos críticos de acá.
3.2. Buscamos los valores donde la derivada se hace cero:
Igualamos la derivada a cero:
$ 12x^{3} + 12x^{2} - 24x = 0 $
Factorizamos la derivada:
$ 12x(x^{2} + x - 2) = 0 $
Resolvemos la ecuación cuadrática \( x^{2} + x - 2 = 0 \):
$ x = -2, x = 1, x = 0 $
4. Usamos Bolzano (con el dominio y los PCs) para hallar los intervalos de crecimiento y decrecimiento:
Evaluamos la derivada \( f'(x) \) en cada intervalo:
-> Para \( x \) en Intervalo \( (-\infty, -2) \): \( f'(-3) = 12(-3)^{3} + 12(-3)^{2} - 24(-3) = -324 + 108 + 72 = -144 \). Es decir que \( f \) decrece.
-> Para \( x \) en Intervalo \( (-2, 0) \): \( f'(-1) = 12(-1)^{3} + 12(-1)^{2} - 24(-1) = -12 + 12 + 24 = 24 \). Es decir que \( f \) crece.
-> Para \( x \) en Intervalo \( (0, 1) \): \( f'(0,5) = 12(0,5)^{3} + 12(0,5)^{2} - 24(0,5) = 1,5 + 3 - 12 = -7,5 \). Es decir que \( f \) decrece.
-> Para \( x \) en Intervalo \( (1, +\infty) \): \( f'(2) = 12(2)^{3} + 12(2)^{2} - 24(2) = 96 + 48 - 48 = 96 \). Es decir que \( f \) crece.
5. Evaluamos los máximos y mínimos
Los puntos \( x = -2 \), \( x = 0 \), y \( x = 1 \) son puntos críticos. Analizando el cambio de signo de la derivada:
-> \( x = -2 \): Es un mínimo relativo ya que \( f'(x) \) pasa de negativo a positivo.
-> \( x = 0 \): Es un máximo relativo ya que \( f'(x) \) pasa de positivo a negativo.
-> \( x = 1 \): Es un mínimo relativo ya que \( f'(x) \) pasa de negativo a positivo.
Podemos hallar las coordenadas de los máximos y mínimos sustituyendo los valores de $x$ en la función \( f(x) \):
$ f(-2) = 3(-2)^{4} + 4(-2)^{3} - 12(-2)^{2} + 7 = 48 - 32 - 48 + 7 = -25 $
$ f(0) = 3(0)^{4} + 4(0)^{3} - 12(0)^{2} + 7 = 7 $
$ f(1) = 3(1)^{4} + 4(1)^{3} - 12(1)^{2} + 7 = 3 + 4 - 12 + 7 = 2 $
Respuesta:
Intervalo de crecimiento: \( (-2, 0) \cup (1, +\infty) \) Intervalo de decrecimiento: \((- \infty, -2) \cup (0, 1) \) Máximo relativo en \( x = 0 \) con coordenada \( (0, 7) \) Mínimo relativo en \( x = -2 \) con coordenada \( (-2, -25) \) Mínimo relativo en \( x = 1 \) con coordenada \( (1, 2) \)
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7.
Estudiar los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de $f$ y dónde alcanza los extremos locales. Dar los correspondientes valores extremos y graficar $f$ aproximadamente.
a) $f(x)=3 x^{4}+4 x^{3}-12 x^{2}+7$
a) $f(x)=3 x^{4}+4 x^{3}-12 x^{2}+7$
Respuesta
Arrancamos con el tema de estudio de funciones usando la derivada. Si no te acordás de ésto andá al curso, que es la segunda parte de derivadas. ¡Empecemos!
1. Calculemos el dominio de la función. Siempre que hagamos estudio de funciones, aunque no te lo pidan, vos calculalo.
\( f(x) \) es un polinomio, por lo tanto stá definida para todos los valores de \( x \).
$ \text{Dom}(f) = \mathbb{R} $
2. Hallamos la derivada de la función
$ f(x) = 3x^{4} + 4x^{3} - 12x^{2} + 7 $
$ f'(x) = 12x^{3} + 12x^{2} - 24x $
3. Buscamos los puntos críticos:
3.1. Buscamos los valores del dominio de \( f \) donde la derivada no está definida, comparando los dominios de ambas:
El \( \text{Dom}(f) = \text{Dom}(f') = \mathbb{R}. \) No obtuvimos puntos críticos de acá.
3.2. Buscamos los valores donde la derivada se hace cero:
Igualamos la derivada a cero:
$ 12x^{3} + 12x^{2} - 24x = 0 $
Factorizamos la derivada:
$ 12x(x^{2} + x - 2) = 0 $
Resolvemos la ecuación cuadrática \( x^{2} + x - 2 = 0 \):
$ x = -2, x = 1, x = 0 $
4. Usamos Bolzano (con el dominio y los PCs) para hallar los intervalos de crecimiento y decrecimiento:
Evaluamos la derivada \( f'(x) \) en cada intervalo:
-> Para \( x \) en Intervalo \( (-\infty, -2) \): \( f'(-3) = 12(-3)^{3} + 12(-3)^{2} - 24(-3) = -324 + 108 + 72 = -144 \). Es decir que \( f \) decrece.
-> Para \( x \) en Intervalo \( (-2, 0) \): \( f'(-1) = 12(-1)^{3} + 12(-1)^{2} - 24(-1) = -12 + 12 + 24 = 24 \). Es decir que \( f \) crece.
-> Para \( x \) en Intervalo \( (0, 1) \): \( f'(0,5) = 12(0,5)^{3} + 12(0,5)^{2} - 24(0,5) = 1,5 + 3 - 12 = -7,5 \). Es decir que \( f \) decrece.
-> Para \( x \) en Intervalo \( (1, +\infty) \): \( f'(2) = 12(2)^{3} + 12(2)^{2} - 24(2) = 96 + 48 - 48 = 96 \). Es decir que \( f \) crece.
5. Evaluamos los máximos y mínimos
Los puntos \( x = -2 \), \( x = 0 \), y \( x = 1 \) son puntos críticos. Analizando el cambio de signo de la derivada:
-> \( x = -2 \): Es un mínimo relativo ya que \( f'(x) \) pasa de negativo a positivo.
-> \( x = 0 \): Es un máximo relativo ya que \( f'(x) \) pasa de positivo a negativo.
-> \( x = 1 \): Es un mínimo relativo ya que \( f'(x) \) pasa de negativo a positivo.
Podemos hallar las coordenadas de los máximos y mínimos sustituyendo los valores de $x$ en la función \( f(x) \):
$ f(-2) = 3(-2)^{4} + 4(-2)^{3} - 12(-2)^{2} + 7 = 48 - 32 - 48 + 7 = -25 $
$ f(0) = 3(0)^{4} + 4(0)^{3} - 12(0)^{2} + 7 = 7 $
$ f(1) = 3(1)^{4} + 4(1)^{3} - 12(1)^{2} + 7 = 3 + 4 - 12 + 7 = 2 $
Respuesta:
Intervalo de crecimiento: \( (-2, 0) \cup (1, +\infty) \) Intervalo de decrecimiento: \((- \infty, -2) \cup (0, 1) \) Máximo relativo en \( x = 0 \) con coordenada \( (0, 7) \) Mínimo relativo en \( x = -2 \) con coordenada \( (-2, -25) \) Mínimo relativo en \( x = 1 \) con coordenada \( (1, 2) \)
El gráfico quedaría así:

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Eso sería lo mismo que pensar en dividir todos los términos por $12x$, además de escribir el $12x$ multiplicando toda la expresión:
Fijate que te quedaría en el último término -2 si simplificas 24x con 12x.
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