FUNCIONES
El plano 2
Si a, b ∈ , (a, b) es un par ordenado de números reales.
=
Siendo también c, d ∈ , es (a, b) = (c, d ) , si y solo si a c=
, b d.
Por tanto (a, b) = (b, a ) , solo si a = b . Por esta razón los llamamos pares ordenados.
El conjunto de todos los pares ordenados de números reales lo escribimos × o 2 .
2 = × = {( x, y ) x ∈ , y ∈ }
El número a es la abscisa del par ordenado (a, b) ; su ordenada es b . Ambos, a y b ,
son las componentes o coordenadas de (a, b) .
El conjunto 2 se representa geométricamente mediante un plano en el que se han
“dibujado” dos rectas perpendiculares entre sí (ejes: horizontal o eje X y vertical o Y ),
a las que se considera rectas reales tras asignar, en las dos rectas, 0 al punto de corte y 1
a un punto determinado en cada recta, usando en ambas la misma unidad de medida.
Hecho esto, dado un punto P del plano, se trazan paralelas por dicho punto a los ejes.
Si a es el número real que corresponde, en el eje horizontal, al punto de corte de dicho
eje y la paralela vertical, y b es el número que corresponde, en el eje vertical, al punto
de corte de dicho eje y la paralela horizontal, se hace corresponder (a, b) ∈ 2 a P .
Recíprocamente, partiendo de (a, b) ∈ 2 , se marca en el eje horizontal el punto
asociado al número real a , y en el eje vertical el punto asociado a b . El punto donde las
paralelas a los ejes, por estos puntos así marcados, se cortan es el punto P que
corresponde a (a, b).
Establecida esta correspondencia biunívoca entre plano y conjunto 2 , diremos que 2
es el plano real.
Distancia en 2 :
Dados (a, b) y (a´, b´) elementos de 2 , teniendo en cuenta su representación gráfica y
usando el teorema de Pitágoras, es obligado definir la distancia, d = d ((a, b), (a´, b´)) ,
entre ambos puntos, o pares ordenados, de modo que:
d 2 = a´−a + b´−b = (a´−a ) 2 + (b´−b) 2
2 2
Luego d = (a´−a ) 2 + (b´−b) 2
1
, b´ (a´,b´)
d
a a´
b (a,b)
Si (a, b) es un punto del plano 2 y es r > 0 , todos los puntos del plano, 2 , que están
a distancia fija r del punto (a, b) forman la circunferencia de centro (a, b) y radio r .
Esta circunferencia corresponde al conjunto:
{( x, y) ∈ 2
{
d (( x, y ), (a, b)) = r} = ( x, y ) ∈ 2 ( x − a) 2 + ( y − b) 2 = r 2 }
Por ello diremos que ( x − a ) 2 + ( y − b) 2 =
r 2 es la ecuación de la circunferencia de
centro (a, b) y radio r .
Funciones reales de una variable real.
Una magnitud o “variable” y es función de otras magnitudes variables x1 , x2 ,...., xn ,
cuando cada combinación concreta de valores de estas últimas determina un valor único
de y . Esta situación se expresa escribiendo
y = f ( x1 , x2 ,...., xn )
Entonces y es la variable dependiente, siendo x1 , x2 ,...., xn las variables independientes.
El caso más sencillo es, por supuesto, cuando la variable y depende (es función) de
una sola variable x , y por tanto y = f ( x) . Diremos que y es función de una variable.
En este curso vamos a estudiar funciones de una variable, en las que toman, tanto la
variable dependiente y como la independiente x , valores numéricos reales.
Sea D ⊂ el conjunto de los valores posibles de x . Si disponemos de una regla que, a
cada valor de x ∈ D , hace corresponder un único número real, valor de y , tendremos
definida en D una función real de una variable real que vamos a llamar, por ejemplo,
f : escribimos entonces y = f ( x ) .
2
, La regla que asocia, a cada valor de la variable independiente, el número real
correspondiente puede estar dada por una tabla (con dos columnas de valores), un
gráfico, una “fórmula matemática”, etc.
Vamos a escribir f : D → para designar una función real definida en D ⊂ .
D es entonces el dominio de f : D = Dom f .
Dado un valor de x , su asociado y = f ( x ) se llama imagen de x por f .
El conjunto de imágenes (valores que alcanza y ) es el rango de f :
Ran f ={ y = f ( x) ∈ x ∈ D} .
f : [ 0,1] →
Ejemplo: es la forma ultraortodoxa de escribir la función real,
x → x3
definida en el intervalo cerrado [ 0,1] , que hace corresponder su cubo o tercera
potencia x 3 = x ⋅ x ⋅ x , a cada número real x de dicho intervalo.
=
Más simple, se escribe: y f=
( x) x 3 (o también y = x 3 ), siendo 0 ≤ x ≤ 1 .
Muchas veces se expresa una función mediante una fórmula, por ejemplo
=y x 3 + 1 , sin concretar el dominio de definición.
Entenderemos que la función está definida en el “campo de definición” de dicha
fórmula, es decir el conjunto de valores de x ∈ para los que tiene sentido: en este
caso {x x 3
+ 1 ≥=
0} { x x ≥ −1}
Gráfica de una función real de una variable.
Si f : D → es una función real de una variable, su gráfica es el conjunto de los
pares ordenados formados por cada valor de x ∈ D y su imagen, y = f ( x ) , por f :
=
Gr f {( x, f ( x)) x ∈ D} ⊂ 2 .
Siendo la gráfica de una función de una variable un subconjunto de 2 , le corresponde
un “dibujo” (conjunto de puntos) en el plano de coordenadas.
Un dibujo, en el plano de coordenadas, es la gráfica de una función, si y solo si en cada
recta vertical (paralela al eje de ordenadas Y ) hay un único o ningún punto del dibujo.
En efecto, si es gráfica de una función, como todos los puntos de una determinada recta
vertical tienen la misma abscisa, sea x , y para ese valor x a lo sumo un valor de y ,
3
El plano 2
Si a, b ∈ , (a, b) es un par ordenado de números reales.
=
Siendo también c, d ∈ , es (a, b) = (c, d ) , si y solo si a c=
, b d.
Por tanto (a, b) = (b, a ) , solo si a = b . Por esta razón los llamamos pares ordenados.
El conjunto de todos los pares ordenados de números reales lo escribimos × o 2 .
2 = × = {( x, y ) x ∈ , y ∈ }
El número a es la abscisa del par ordenado (a, b) ; su ordenada es b . Ambos, a y b ,
son las componentes o coordenadas de (a, b) .
El conjunto 2 se representa geométricamente mediante un plano en el que se han
“dibujado” dos rectas perpendiculares entre sí (ejes: horizontal o eje X y vertical o Y ),
a las que se considera rectas reales tras asignar, en las dos rectas, 0 al punto de corte y 1
a un punto determinado en cada recta, usando en ambas la misma unidad de medida.
Hecho esto, dado un punto P del plano, se trazan paralelas por dicho punto a los ejes.
Si a es el número real que corresponde, en el eje horizontal, al punto de corte de dicho
eje y la paralela vertical, y b es el número que corresponde, en el eje vertical, al punto
de corte de dicho eje y la paralela horizontal, se hace corresponder (a, b) ∈ 2 a P .
Recíprocamente, partiendo de (a, b) ∈ 2 , se marca en el eje horizontal el punto
asociado al número real a , y en el eje vertical el punto asociado a b . El punto donde las
paralelas a los ejes, por estos puntos así marcados, se cortan es el punto P que
corresponde a (a, b).
Establecida esta correspondencia biunívoca entre plano y conjunto 2 , diremos que 2
es el plano real.
Distancia en 2 :
Dados (a, b) y (a´, b´) elementos de 2 , teniendo en cuenta su representación gráfica y
usando el teorema de Pitágoras, es obligado definir la distancia, d = d ((a, b), (a´, b´)) ,
entre ambos puntos, o pares ordenados, de modo que:
d 2 = a´−a + b´−b = (a´−a ) 2 + (b´−b) 2
2 2
Luego d = (a´−a ) 2 + (b´−b) 2
1
, b´ (a´,b´)
d
a a´
b (a,b)
Si (a, b) es un punto del plano 2 y es r > 0 , todos los puntos del plano, 2 , que están
a distancia fija r del punto (a, b) forman la circunferencia de centro (a, b) y radio r .
Esta circunferencia corresponde al conjunto:
{( x, y) ∈ 2
{
d (( x, y ), (a, b)) = r} = ( x, y ) ∈ 2 ( x − a) 2 + ( y − b) 2 = r 2 }
Por ello diremos que ( x − a ) 2 + ( y − b) 2 =
r 2 es la ecuación de la circunferencia de
centro (a, b) y radio r .
Funciones reales de una variable real.
Una magnitud o “variable” y es función de otras magnitudes variables x1 , x2 ,...., xn ,
cuando cada combinación concreta de valores de estas últimas determina un valor único
de y . Esta situación se expresa escribiendo
y = f ( x1 , x2 ,...., xn )
Entonces y es la variable dependiente, siendo x1 , x2 ,...., xn las variables independientes.
El caso más sencillo es, por supuesto, cuando la variable y depende (es función) de
una sola variable x , y por tanto y = f ( x) . Diremos que y es función de una variable.
En este curso vamos a estudiar funciones de una variable, en las que toman, tanto la
variable dependiente y como la independiente x , valores numéricos reales.
Sea D ⊂ el conjunto de los valores posibles de x . Si disponemos de una regla que, a
cada valor de x ∈ D , hace corresponder un único número real, valor de y , tendremos
definida en D una función real de una variable real que vamos a llamar, por ejemplo,
f : escribimos entonces y = f ( x ) .
2
, La regla que asocia, a cada valor de la variable independiente, el número real
correspondiente puede estar dada por una tabla (con dos columnas de valores), un
gráfico, una “fórmula matemática”, etc.
Vamos a escribir f : D → para designar una función real definida en D ⊂ .
D es entonces el dominio de f : D = Dom f .
Dado un valor de x , su asociado y = f ( x ) se llama imagen de x por f .
El conjunto de imágenes (valores que alcanza y ) es el rango de f :
Ran f ={ y = f ( x) ∈ x ∈ D} .
f : [ 0,1] →
Ejemplo: es la forma ultraortodoxa de escribir la función real,
x → x3
definida en el intervalo cerrado [ 0,1] , que hace corresponder su cubo o tercera
potencia x 3 = x ⋅ x ⋅ x , a cada número real x de dicho intervalo.
=
Más simple, se escribe: y f=
( x) x 3 (o también y = x 3 ), siendo 0 ≤ x ≤ 1 .
Muchas veces se expresa una función mediante una fórmula, por ejemplo
=y x 3 + 1 , sin concretar el dominio de definición.
Entenderemos que la función está definida en el “campo de definición” de dicha
fórmula, es decir el conjunto de valores de x ∈ para los que tiene sentido: en este
caso {x x 3
+ 1 ≥=
0} { x x ≥ −1}
Gráfica de una función real de una variable.
Si f : D → es una función real de una variable, su gráfica es el conjunto de los
pares ordenados formados por cada valor de x ∈ D y su imagen, y = f ( x ) , por f :
=
Gr f {( x, f ( x)) x ∈ D} ⊂ 2 .
Siendo la gráfica de una función de una variable un subconjunto de 2 , le corresponde
un “dibujo” (conjunto de puntos) en el plano de coordenadas.
Un dibujo, en el plano de coordenadas, es la gráfica de una función, si y solo si en cada
recta vertical (paralela al eje de ordenadas Y ) hay un único o ningún punto del dibujo.
En efecto, si es gráfica de una función, como todos los puntos de una determinada recta
vertical tienen la misma abscisa, sea x , y para ese valor x a lo sumo un valor de y ,
3