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Derivadas e integración
Problema
2020 · Extraordinaria · Reserva
3
Examen
BLOQUE B

De una función ff sabemos que su gráfica pasa por el punto (1,3)(1, 3) y que su derivada es f(x)=2x6f'(x) = 2x - 6.

a) Determine la ecuación de la recta tangente a la gráfica de ff en el punto de abscisa x=1x = 1.b) Estudie la monotonía y la existencia de extremos de la función ff.c) Determine la función ff y represéntela gráficamente.
Recta tangenteMonotoníaExtremos+1
a) Determine la ecuación de la recta tangente a la gráfica de ff en el punto de abscisa x=1x = 1.

La ecuación de la recta tangente a la gráfica de una función en el punto de abscisa x=ax = a viene dada por la expresión yf(a)=f(a)(xa)y - f(a) = f'(a)(x - a).Del enunciado sabemos que la gráfica de ff pasa por el punto (1,3)(1, 3), por lo tanto sabemos que f(1)=3f(1) = 3. La pendiente de la recta tangente es el valor de la derivada en dicho punto:

f(1)=2(1)6=4f'(1) = 2(1) - 6 = -4

Sustituyendo el punto (1,3)(1, 3) y la pendiente m=4m = -4 en la ecuación punto-pendiente:

y3=4(x1)y - 3 = -4(x - 1)
y=4x+4+3y=4x+7y = -4x + 4 + 3 \Rightarrow y = -4x + 7
b) Estudie la monotonía y la existencia de extremos de la función ff.

Para estudiar la monotonía, buscamos los puntos críticos de la función igualando su derivada a cero:

f(x)=02x6=02x=6x=3f'(x) = 0 \Rightarrow 2x - 6 = 0 \Rightarrow 2x = 6 \Rightarrow x = 3

Analizamos el signo de f(x)f'(x) en los intervalos definidos por el punto crítico x=3x = 3:En el intervalo (,3)(-\infty, 3), evaluamos en x=0x = 0: f(0)=2(0)6=6<0f'(0) = 2(0) - 6 = -6 < 0. Por tanto, la función es decreciente en (,3)(-\infty, 3).En el intervalo (3,+)(3, +\infty), evaluamos en x=4x = 4: f(4)=2(4)6=2>0f'(4) = 2(4) - 6 = 2 > 0. Por tanto, la función es creciente en (3,+)(3, +\infty).Dado que la función pasa de ser decreciente a creciente en x=3x = 3, existe un mínimo relativo en dicho punto.

c) Determine la función ff y represéntela gráficamente.

Calculamos la primitiva de la función derivada f(x)f'(x) mediante integración:

f(x)=f(x)dx=(2x6)dx=x26x+Cf(x) = \int f'(x) dx = \int (2x - 6) dx = x^2 - 6x + C

Para hallar el valor de la constante CC, utilizamos el dato de que la función pasa por el punto (1,3)(1, 3):

f(1)=3(1)26(1)+C=3f(1) = 3 \Rightarrow (1)^2 - 6(1) + C = 3
16+C=35+C=3C=81 - 6 + C = 3 \Rightarrow -5 + C = 3 \Rightarrow C = 8

La función buscada es f(x)=x26x+8f(x) = x^2 - 6x + 8. Para su representación gráfica, identificamos los elementos de la parábola:Vértice: Se encuentra en el punto de mínimo hallado en el apartado anterior. La ordenada es f(3)=326(3)+8=918+8=1f(3) = 3^2 - 6(3) + 8 = 9 - 18 + 8 = -1. El vértice es (3,1)(3, -1).Puntos de corte con el eje XX: Resolvemos x26x+8=0x^2 - 6x + 8 = 0. Aplicando la fórmula cuadrática obtenemos x=2x = 2 y x=4x = 4. Los puntos son (2,0)(2, 0) y (4,0)(4, 0).Punto de corte con el eje YY: Calculamos f(0)=8f(0) = 8. El punto es (0,8)(0, 8).