La función f(x) se puede reescribir eliminando el valor absoluto:
f(x)={2−x−x2−xxsi x<0si x≥0,x=2 a) Estudio de la derivabilidad de f.La función es un cociente de polinomios, por lo que es continua y derivable en su dominio, excepto posiblemente en x=0 (donde cambia la definición del valor absoluto) y en x=2 (donde el denominador se anula). El problema ya especifica x=2, así que no se considera x=2 para la derivabilidad.Estudiamos la continuidad en x=0:
limx→0−f(x)=limx→0−2−x−x=20=0 limx→0+f(x)=limx→0+2−xx=20=0 f(0)=2−0∣0∣=0 Dado que los límites laterales y el valor de la función en x=0 coinciden, f(x) es continua en x=0.Ahora, estudiamos la derivabilidad en x=0. Calculamos las derivadas de cada rama:Para x<0, f(x)=2−x−x:
f′(x)=(2−x)2−1⋅(2−x)−(−x)⋅(−1)=(2−x)2−2+x−x=(2−x)2−2 Para x>0,x=2, f(x)=2−xx:
f′(x)=(2−x)21⋅(2−x)−x⋅(−1)=(2−x)22−x+x=(2−x)22 Calculamos las derivadas laterales en x=0:
f′(0−)=limx→0−(2−x)2−2=(2−0)2−2=4−2=−21 f′(0+)=limx→0+(2−x)22=(2−0)22=42=21 Dado que f′(0−)=f′(0+), la función f(x) no es derivable en x=0.Conclusión de la derivabilidad: f(x) es derivable en (−∞,0)∪(0,2)∪(2,∞).
b) Determinación de los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de f.Utilizamos las derivadas calculadas en el apartado anterior:
f′(x)={(2−x)2−2(2−x)22si x<0si x>0,x=2 El término (2−x)2 es siempre positivo para x=2.Para x<0:
f′(x)=(2−x)2−2 El numerador es −2 (negativo) y el denominador es positivo, por lo tanto f′(x)<0 para x<0. La función es decreciente en (−∞,0).Para x>0 y x=2:
f′(x)=(2−x)22 El numerador es 2 (positivo) y el denominador es positivo, por lo tanto f′(x)>0 para x>0,x=2. La función es creciente en (0,2)∪(2,∞).Intervalos de crecimiento: (0,2)∪(2,∞).Intervalos de decrecimiento: (−∞,0).