Método

Crecimiento y decrecimiento

El signo de la derivada dice si la función sube o baja. Donde la derivada es positiva la función crece, y donde es negativa decrece.

La razón es directa: la derivada es la pendiente de la tangente, y una pendiente positiva significa que la recta sube. Como la tangente sigue a la curva, la curva sube también.

Para hallar los intervalos de crecimiento se estudia el signo de la derivada, y eso se hace como con cualquier función: se buscan sus raíces y los puntos donde no está definida, se arma una recta con esos valores, y se evalúa un punto de cada tramo.

Los puntos donde no está definida también hay que incluirlos en la recta de signos, aunque no sean raíces. Un denominador que se anula puede cambiar el signo igual que una raíz.

El resultado se declara siempre por intervalos, nunca en puntos sueltos. Decir que una función crece en un punto no significa nada: el crecimiento es una propiedad de un tramo.

ff' > 0f0 \to f crece ff' < 0f0 \to f decrece
Cuándo se usa

Cuando el ejercicio pide intervalos de crecimiento, extremos o el gráfico completo. Derivá, buscá las raíces de la derivada y armá la recta de signos incluyendo también donde la derivada no existe.

Ejemplo 1

Hallar los intervalos de crecimiento de f(x)=x33x2+4f(x) = x^{3} - 3x^{2} + 4.

Derivamos. f(x)=3x26xf'(x) = 3x^{2} - 6x
Igualamos a cero y resolvemos. 3x(x2)=03x(x - 2) = 0, así que x=0x = 0 y x=2x = 2.
Esos dos puntos parten la recta en tres tramos. x<0x < 0, 0<x<20 < x < 2 y x>2x > 2.
Probamos un valor de cada tramo en la derivada. f(1)=9>0f'(-1) = 9 > 0, f(1)=3<0f'(1) = -3 < 0, f(3)=9>0f'(3) = 9 > 0.
Traducimos los signos. Crece, decrece, crece.
Respuesta: crece en (,0)(-\infty, 0) y en (2,+)(2, +\infty ), decrece en (0,2)(0, 2)

Ejemplo 2

Mostrar que f(x)=x3+xf(x) = x^{3} + x crece siempre.

Derivamos. f(x)=3x2+1f'(x) = 3x^{2} + 1
Intentamos igualar a cero. 3x2+1=03x^{2} + 1 = 0 no tiene solución real, porque 3x23x^{2} nunca es negativo.
Analizamos el signo directamente. Como 3x203x^{2} \geq 0 siempre, sumarle 11 da un número positivo para cualquier xx.
Concluimos. No hay ningún tramo donde la derivada sea negativa, así que no hay ningún tramo donde la función baje.
Respuesta: crece en todo R\mathbb{R}, sin máximos ni mínimos

Error típico

Mirar el valor de ff en vez del signo de ff'. Que la función sea negativa no significa que esté bajando: puede estar muy por debajo del eje y subiendo con fuerza.

Practicar

Otros subtemas de Aplicaciones de la derivada

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