Crecimiento y decrecimiento

El signo de la derivada determina la monotonía de una función:

Signo de $f'(x)$ en un intervaloComportamiento de $f$
$f'(x) > 0$$f$ es creciente
$f'(x) < 0$$f$ es decreciente
$f'(x) = 0$ en todo el intervalo$f$ es constante

Intuitivamente, la derivada es la pendiente de la tangente: si la tangente "sube" ($f' > 0$), la función crece; si "baja" ($f' < 0$), decrece.

Procedimiento para estudiar la monotonía

1. Hallar $f'(x)$. 2. Resolver $f'(x) = 0$ para obtener los puntos críticos y añadir los puntos donde $f'$ no existe o la función no está definida. 3. Dividir el dominio en intervalos usando esos puntos. 4. Evaluar el signo de $f'$ en un punto de prueba de cada intervalo. 5. Escribir la conclusión: intervalos de crecimiento y de decrecimiento.

monotonía de $f(x) = x^3 - 3x$

$f'(x) = 3x^2 - 3 = 3(x^2 - 1) = 3(x - 1)(x + 1)$.

Los puntos críticos son $x = -1$ y $x = 1$. Estudiamos el signo de $f'$:

Intervalo$(-\infty, -1)$$(-1, 1)$$(1, \infty)$
Signo de $f'$$+$$-$$+$
$f$crecientedecrecientecreciente

La función crece en $(-\infty, -1) \cup (1, \infty)$ y decrece en $(-1, 1)$. Además, en $x = -1$ hay un máximo relativo y en $x = 1$, un mínimo relativo.

monotonía de $f(x) = x^2 - 4x$

$f'(x) = 2x - 4$, punto crítico $x = 2$.

Para $x < 2$, $f'(x) < 0$: decreciente en $(-\infty, 2)$. Para $x > 2$, $f'(x) > 0$: creciente en $(2, \infty)$. La función tiene un mínimo relativo en $x = 2$.

Errores comunes

  • Confundir el signo de $f$ con el signo de $f'$: lo que importa para la monotonía es $f'$.
  • Olvidar los puntos donde $f'$ no existe o donde $f$ no está definida al partir el dominio.
  • Escribir los intervalos sin comprobar el signo en un punto de prueba de cada uno.

1. Si $f'(x) > 0$ en un intervalo, entonces la función $f$ es: (1 puntos)

2. Los puntos del dominio donde $f'(x) = 0$ se denominan: (1 puntos)

3. ¿Cuántos puntos críticos tiene la función $f(x) = x^3 - 3x$? (1 puntos)

4. ¿En qué intervalo es creciente la función $f(x) = x^2 - 4x$? (1 puntos)

5. Para la función $f(x) = x^2 - 4x + 1$, indica: (1 puntos)

a ) El punto crítico $x$

b ) El valor de $f(2)$ en el punto crítico

6. Si $f'(x) < 0$ en un intervalo, la función es... (escribe la palabra) (1 puntos)