Método

Ejercicios: Crecimiento y decrecimiento

ff' > 0f0 \to f crece ff' < 0f0 \to f decrece

Si no te acordás cómo se usa, repasá la teoría.

Las 12 actividades recorren los distintos tipos de ejercicio del tema, con tres variantes de cada uno. Si te trabás en una, mirá la solución y seguí con la siguiente.

1. Hallá los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f(x)=x36x215xf(x) = x^{3} - 6 x^{2} - 15 x.

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1. Derivamos. f(x)=3x212x15f'(x) = 3 x^{2} - 12 x - 15

2. Buscamos dónde se anula la derivada. 3x212x15=03 x^{2} - 12 x - 15 = 0 se factoriza como 3(x5)(x+1)3 \left(x - 5\right) \left(x + 1\right), con raíces x=1x = -1 y x=5x = 5.

3. Estudiamos el signo de la derivada en cada tramo. f(2)=21f'(-2) = 21, f(2)=27f'(2) = -27 y f(6)=21f'(6) = 21.

4. Traducimos el signo a crecimiento. Donde la derivada es positiva la función crece y donde es negativa decrece.

Respuesta: crece en (,1)(-\infty, -1) y en (5,+)(5, +\infty), y decrece en (1,5)(-1, 5)

2. Hallá los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f(x)=xe5xf(x) = xe^{-5x}.

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1. Derivamos con la regla del producto. f(x)=e5x+x(5)e5x=e5x(15x)f'(x) = e^{-5x} + x \cdot (-5)e^{-5x} = e^{-5x}(1 - 5x)

2. Vemos qué factor decide el signo. La exponencial es siempre positiva, así que el signo lo decide 15x1 - 5x.

3. Buscamos dónde se anula. 15x=01 - 5x = 0 da x=15x = \dfrac{1}{5}.

4. Estudiamos los dos tramos. Para x<15x < \dfrac{1}{5} el factor es positivo y la función crece; para x>15x > \dfrac{1}{5} es negativo y decrece.

Respuesta: crece en (,15)(-\infty, \dfrac{1}{5}) y decrece en (15,+)(\dfrac{1}{5}, +\infty)

3. Probá que f(x)=x3+2x+7f(x) = x^{3} + 2 x + 7 es creciente en todo R\mathbb{R}.

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1. Derivamos. f(x)=3x2+2f'(x) = 3 x^{2} + 2

2. Analizamos el signo de la derivada. 3x23x^{2} nunca es negativo, y sumarle 22 la deja siempre mayor o igual que 22.

3. Concluimos sobre el signo. f(x)2>0f'(x) \geq 2 > 0 para todo xx: la derivada nunca se anula ni cambia de signo.

4. Traducimos. Derivada positiva en todo el dominio significa función estrictamente creciente. Como consecuencia, además, es inyectiva y tiene una sola raíz.

Respuesta: es creciente en todo R\mathbb{R}, porque f(x)2>0f'(x) \geq 2 > 0

4. Hallá los intervalos de crecimiento de f(x)=lnx5xf(x) = \ln x - 5x.

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1. Escribimos el dominio. El logaritmo pide x>0x > 0, así que todo el estudio vale solo para xx positivo.

2. Derivamos. f(x)=1x5=15xxf'(x) = \dfrac{1}{x} - 5 = \dfrac{1 - 5x}{x}

3. Estudiamos el signo. En el dominio el denominador es positivo, así que decide el numerador: 15x>01 - 5x > 0 equivale a x<15x < \dfrac{1}{5}.

4. Escribimos los intervalos. Crece en (0,15)(0, \dfrac{1}{5}) y decrece en (15,+)(\dfrac{1}{5}, +\infty). El dominio recorta el estudio: no tiene sentido hablar de lo que pasa a la izquierda del cero.

Respuesta: crece en (0,15)(0, \dfrac{1}{5}) y decrece en (15,+)(\dfrac{1}{5}, +\infty)

5. Hallá los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f(x)=x3+3x29xf(x) = x^{3} + 3 x^{2} - 9 x.

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1. Derivamos. f(x)=3x2+6x9f'(x) = 3 x^{2} + 6 x - 9

2. Buscamos dónde se anula la derivada. 3x2+6x9=03 x^{2} + 6 x - 9 = 0 se factoriza como 3(x1)(x+3)3 \left(x - 1\right) \left(x + 3\right), con raíces x=3x = -3 y x=1x = 1.

3. Estudiamos el signo de la derivada en cada tramo. f(4)=15f'(-4) = 15, f(1)=12f'(-1) = -12 y f(2)=15f'(2) = 15.

4. Traducimos el signo a crecimiento. Donde la derivada es positiva la función crece y donde es negativa decrece.

Respuesta: crece en (,3)(-\infty, -3) y en (1,+)(1, +\infty), y decrece en (3,1)(-3, 1)

6. Hallá los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f(x)=xe3xf(x) = xe^{-3x}.

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1. Derivamos con la regla del producto. f(x)=e3x+x(3)e3x=e3x(13x)f'(x) = e^{-3x} + x \cdot (-3)e^{-3x} = e^{-3x}(1 - 3x)

2. Vemos qué factor decide el signo. La exponencial es siempre positiva, así que el signo lo decide 13x1 - 3x.

3. Buscamos dónde se anula. 13x=01 - 3x = 0 da x=13x = \dfrac{1}{3}.

4. Estudiamos los dos tramos. Para x<13x < \dfrac{1}{3} el factor es positivo y la función crece; para x>13x > \dfrac{1}{3} es negativo y decrece.

Respuesta: crece en (,13)(-\infty, \dfrac{1}{3}) y decrece en (13,+)(\dfrac{1}{3}, +\infty)

7. Probá que f(x)=x3+6x+5f(x) = x^{3} + 6 x + 5 es creciente en todo R\mathbb{R}.

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1. Derivamos. f(x)=3x2+6f'(x) = 3 x^{2} + 6

2. Analizamos el signo de la derivada. 3x23x^{2} nunca es negativo, y sumarle 66 la deja siempre mayor o igual que 66.

3. Concluimos sobre el signo. f(x)6>0f'(x) \geq 6 > 0 para todo xx: la derivada nunca se anula ni cambia de signo.

4. Traducimos. Derivada positiva en todo el dominio significa función estrictamente creciente. Como consecuencia, además, es inyectiva y tiene una sola raíz.

Respuesta: es creciente en todo R\mathbb{R}, porque f(x)6>0f'(x) \geq 6 > 0

8. Hallá los intervalos de crecimiento de f(x)=lnx6xf(x) = \ln x - 6x.

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1. Escribimos el dominio. El logaritmo pide x>0x > 0, así que todo el estudio vale solo para xx positivo.

2. Derivamos. f(x)=1x6=16xxf'(x) = \dfrac{1}{x} - 6 = \dfrac{1 - 6x}{x}

3. Estudiamos el signo. En el dominio el denominador es positivo, así que decide el numerador: 16x>01 - 6x > 0 equivale a x<16x < \dfrac{1}{6}.

4. Escribimos los intervalos. Crece en (0,16)(0, \dfrac{1}{6}) y decrece en (16,+)(\dfrac{1}{6}, +\infty). El dominio recorta el estudio: no tiene sentido hablar de lo que pasa a la izquierda del cero.

Respuesta: crece en (0,16)(0, \dfrac{1}{6}) y decrece en (16,+)(\dfrac{1}{6}, +\infty)

9. Hallá los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f(x)=x36x2+9xf(x) = x^{3} - 6 x^{2} + 9 x.

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1. Derivamos. f(x)=3x212x+9f'(x) = 3 x^{2} - 12 x + 9

2. Buscamos dónde se anula la derivada. 3x212x+9=03 x^{2} - 12 x + 9 = 0 se factoriza como 3(x3)(x1)3 \left(x - 3\right) \left(x - 1\right), con raíces x=1x = 1 y x=3x = 3.

3. Estudiamos el signo de la derivada en cada tramo. f(0)=9f'(0) = 9, f(2)=3f'(2) = -3 y f(4)=9f'(4) = 9.

4. Traducimos el signo a crecimiento. Donde la derivada es positiva la función crece y donde es negativa decrece.

Respuesta: crece en (,1)(-\infty, 1) y en (3,+)(3, +\infty), y decrece en (1,3)(1, 3)

10. Hallá los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f(x)=xe4xf(x) = xe^{-4x}.

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1. Derivamos con la regla del producto. f(x)=e4x+x(4)e4x=e4x(14x)f'(x) = e^{-4x} + x \cdot (-4)e^{-4x} = e^{-4x}(1 - 4x)

2. Vemos qué factor decide el signo. La exponencial es siempre positiva, así que el signo lo decide 14x1 - 4x.

3. Buscamos dónde se anula. 14x=01 - 4x = 0 da x=14x = \dfrac{1}{4}.

4. Estudiamos los dos tramos. Para x<14x < \dfrac{1}{4} el factor es positivo y la función crece; para x>14x > \dfrac{1}{4} es negativo y decrece.

Respuesta: crece en (,14)(-\infty, \dfrac{1}{4}) y decrece en (14,+)(\dfrac{1}{4}, +\infty)

11. Probá que f(x)=x3+4x+3f(x) = x^{3} + 4 x + 3 es creciente en todo R\mathbb{R}.

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1. Derivamos. f(x)=3x2+4f'(x) = 3 x^{2} + 4

2. Analizamos el signo de la derivada. 3x23x^{2} nunca es negativo, y sumarle 44 la deja siempre mayor o igual que 44.

3. Concluimos sobre el signo. f(x)4>0f'(x) \geq 4 > 0 para todo xx: la derivada nunca se anula ni cambia de signo.

4. Traducimos. Derivada positiva en todo el dominio significa función estrictamente creciente. Como consecuencia, además, es inyectiva y tiene una sola raíz.

Respuesta: es creciente en todo R\mathbb{R}, porque f(x)4>0f'(x) \geq 4 > 0

12. Hallá los intervalos de crecimiento de f(x)=lnx7xf(x) = \ln x - 7x.

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1. Escribimos el dominio. El logaritmo pide x>0x > 0, así que todo el estudio vale solo para xx positivo.

2. Derivamos. f(x)=1x7=17xxf'(x) = \dfrac{1}{x} - 7 = \dfrac{1 - 7x}{x}

3. Estudiamos el signo. En el dominio el denominador es positivo, así que decide el numerador: 17x>01 - 7x > 0 equivale a x<17x < \dfrac{1}{7}.

4. Escribimos los intervalos. Crece en (0,17)(0, \dfrac{1}{7}) y decrece en (17,+)(\dfrac{1}{7}, +\infty). El dominio recorta el estudio: no tiene sentido hablar de lo que pasa a la izquierda del cero.

Respuesta: crece en (0,17)(0, \dfrac{1}{7}) y decrece en (17,+)(\dfrac{1}{7}, +\infty)

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