Valores máximos y mínimos de una función
Ejemplo.
Determinar los intervalos de crecimiento y de decrecimiento, identificar los puntos críticos y determinar los valores máximos y mínimos de la función $f\left(x\right)=4\,x^3+3\,x^2-6\,x$
(%i85) | f(x):=4*x**3+3*x**2-6*x; |
Intervalos de crecimiento. Los intervalos en los cuáles ${{d\,f\left(x\right)}\over{d\,x}}>0$
(%i86) | load(solve_rat_ineq); |
(%i87) | solve_rat_ineq(diff(f(x),x)>0); |
Intervalos de decrecimiento. Los intervalos en los cuáles ${{d\,f\left(x\right)}\over{d\,x}}<0$
(%i88) | solve_rat_ineq(diff(f(x),x)<0); |
Valores críticos. Los valores de $x$ para los cuales ${{d\,f\left(x\right)}\over{d\,x}}=0$
(%i89) | vc0:solve(diff(f(x),x)=0); |
Considerando el criterio de la primera derivada, se puede concluir que en $x=-1$ hay un valor máximo de $f(x)$; en $x={{1}\over{2}}$ hay un valor mínimo de $f(x)$.
El valor mínimo es
(%i90) | f(rhs(vc0[1])); |
El valor máximo es
(%i91) | f(rhs(vc0[2])); |
Utilizando el criterio de la segunda derivada,
La segunda derivada de la función es
(%i92) | 'diff('f(x),x,2)=diff(f(x),x,2); |
Se evalúa la segunda derivada en cada valor crítico
En
(%i93) | vc0[1]; |
la segunda derivada es
(%i94) | at(diff(f(x),x,2),vc0[1]); |
por lo tanto en $x={{1}\over{2}}$ hay un valor mínimo
En
(%i95) | vc0[2]; |
vale
(%i96) | at(diff(f(x),x,2),vc0[2]); |
por lo tanto en $x=-1$ hay un valor máximo