2. Funciones polinómicas

 
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Os confieso que mi caída del árbol fue aterradora. Me parecía ir a una gran velocidad, sobre todo comparada con la de las hojas que cayeron conmigo ¡Cómo habrían cambiado las cosas si me hubiese caído dentro de una campana como ésta! Entonces habríamos caído todas con una velocidad normal y corriente...

 

Siempre fui una manzana un poco rara: me gustaba observar este tipo de cuestiones. Ver cómo un gorrión volaba hacia su nido a unos 2 metros por segundo y determinar que el espacio que recorría seguía la función f(x)=2x (donde por supuesto x es el tiempo que está volando). O verlo parado en una rama, atento al movimiento de cualquier insecto con el que alimentar a sus polluelos, y lanzarse a por él acelerando a 10 m/s2. En este caso el espacio que recorre es g(x)=5x2.

 

¿Qué ocurre si unimos los dos casos? Tendremos un gorrión que parte de una velocidad de 2m/s y que acelera a 10m/s2. El espacio que recorre será la suma de los dos casos anteriores: h(x)=f(x)+g(x)=2x+5x2.

Importante

Si tenemos dos funciones reales f(x) y g(x), las funciones s(x)=f(x)+g(x) y r(x)=f(x)-g(x) obtenidas al sumar o restar f y g, también son funciones reales.

Ejercicio Resuelto

En la siguiente escena de GeoGebra puedes ver las gráficas de las funciones lineales f(x)=-x+8 y g(x)=2x-4. Al mover el punto verde, que está situado en el origen de coordenadas, irá apareciendo la gráfica de la función f(x)+g(x). A la derecha de la escena puedes ver cómo va variando el valor de x, f(x), g(x) y f(x)+g(x).

a) ¿Cuánto vale (f+g)(4)?

b) ¿Cuál es la expresión analítica de f(x)+g(x)? ¿Qué tipo de función es?

c) ¿Para qué valor de x (f+g)(x)=0? 

Importante

Si tenemos dos funciones reales f(x) y g(x), la función p(x)=f(x)·g(x) obtenida al multiplicar f y g, también es una función real.

Reflexiona

En estos tres casos que acabamos de ver (función suma, resta y producto), el dominio será la intersección de los dominios de f y g.

Si te fijas en el caso anterior, hemos multiplicado dos funciones lineales f(x)=x y g(x)=3x+1, y el resultado es una función cuadrática h(x)=3x2+x, pues estamos multiplicando dos polinomios de primer grado para obtener uno de segundo grado.

Si multiplicas una función lineal por una cuadrática, el resultado será un polinomio de tercer grado y de esta forma podrás seguir obteniendo funciones que serán polinomios del grado que quieras.

Importante

Una función de la forma f(x)=anxn+an-1xn-1+...+a2x2+a1x+a0 donde n es un número natural, a0, a1, ... , an son números reales y an es distinto de cero, se llama función polinómica de grado n.

¡Claro que no nos podíamos parar en las funciones cuadráticas! Hay funciones polinómicas de tercer, cuarto, quinto grado, etc. No nos detendremos a estudiar sus características, pues hay una gran variedad, pero si te daremos unas nociones básicas que debes saber:

  • El dominio de cualquier función polinómica es todo el conjunto de los números reales.
  • El recorrido de una función polinómica de grado impar es todo el conjunto de los números reales.
  • Siempre se pueden dibujar de un sólo trazo.
  • Como máximo, cortan al eje OX en n puntos.
  • Tienen, a lo sumo, n-1 máximos o mínimos relativos.
  • Como máximo, tienen n-2 puntos de inflexión.

 

Aquí tienes unos ejemplos:

Función polinómica de grado 3

f(x)=x3-x

Función polinómica de grado 4

g(x)=2x4-2x2

Función polinómica de grado 5

h(x)=6x5-3x4-6x3+3x2

Si quieres representar una función polinómica, a continuación tienes los pasos que puedes seguir.

Comprueba lo aprendido

Pregunta

En una empresa de transportes utilizan cajas cuyas dimensiones son x cm. de ancho, x/2 cm. de alto y 2x cm. de profundidad como en el siguiente dibujo.

 

a) ¿Qué función determina el volumen de la caja?

 

 

Sugerencia

El volumen de un prisma se halla multiplicando las tres dimensiones.

Respuestas

f(x)=7x/2

f(x)=x3

f(x)=2-3x2

Retroalimentación

Pregunta

b) ¿Cuál de las siguientes es la gráfica de la función volumen calculada en el apartado anterior?

Opción a)
Opción b)
Opción c)

 

Respuestas

Opción a)

Opción b)

Opción c)

Retroalimentación

Pregunta

c) ¿Existe algún máximo o mínimo relativo en la función?

Sugerencia

Observa la gráfica.

Respuestas

Sí, un máximo relativo.

Sí, un mínimo relativo.

No, no tiene.

Retroalimentación

Pregunta

d) ¿En qué punto se alcanzan un volumen de 1 litro?

Sugerencia

Recuerda que un litro equivale a 1 dm3

Respuestas

En x=10

En x=1

En x=5

Retroalimentación

Pregunta

e) Si el envase más grande que se puede construir tiene 1 litro de volumen, ¿cuál será el dominio real de la función?

Sugerencia

Ten en cuenta qué valor de x puede ser el menor y cual el mayor para construir una caja que cumpla las condiciones de la pregunta.

Respuestas

D(f)=

D(f)=[-10,10]

D(f)=(0,10]

Retroalimentación

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