Funciones Reales de Variable Real
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Questions and Answers

Sea $f: X \rightarrow Y$ una función biyectiva. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe la relación entre $f$ y su función inversa $f^{-1}$ en términos de composición de funciones?

  • La composición $f^{-1} \circ f$ es igual a la función identidad en X, y $f \circ f^{-1}$ es igual a la función identidad en Y. (correct)
  • La composición $f \circ f^{-1}$ siempre resulta en una función constante, independientemente de los conjuntos X e Y.
  • Las composiciones $f \circ f^{-1}$ y $f^{-1} \circ f$ son iguales solo si f es una función lineal.
  • La composición $f \circ f^{-1}$ es igual a la función identidad en X, y $f^{-1} \circ f$ es igual a la función identidad en Y.

Considere el espacio vectorial $F(X, \mathbb{R})$ de funciones reales definidas en un subconjunto $X \subseteq \mathbb{R}$. ¿Cuál de las siguientes propiedades algebraicas NO se cumple necesariamente para este espacio con las operaciones usuales de suma y producto por un escalar?

  • Existencia de un elemento neutro para la suma.
  • Asociatividad del producto por un escalar.
  • Conmutatividad de la suma.
  • Existencia de un elemento inverso para la multiplicación. (correct)

Sea $f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}$ una función continua tal que $f(x + y) = f(x) + f(y)$ para todo $x, y \in \mathbb{R}$. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es necesariamente verdadera?

  • f es una función lineal, es decir, existe un escalar 'a' tal que $f(x) = ax$ para todo x. (correct)
  • f es una función exponencial.
  • f debe ser periódica.
  • f es una función cuadrática.

Dado un subconjunto $X \subseteq \mathbb{R}$ simétrico respecto al origen, y una función $f: X \rightarrow \mathbb{R}$, ¿cuál de las siguientes afirmaciones describe la descomposición única de $f$ en funciones pares e impares?

<p>Siempre existe una única función par y una función impar tales que su suma es igual a f. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la condición necesaria y suficiente para que una función $f: I \rightarrow \mathbb{R}$, donde $I$ es un intervalo, sea convexa?

<p>Para todo $x_1, x_2 \in I$ y todo $t \in [0, 1]$, se cumple que $f(tx_1 + (1-t)x_2) \leq tf(x_1) + (1-t)f(x_2)$. (D)</p> Signup and view all the answers

Considere la función de proporcionalidad inversa $f(x) = \frac{a}{x}$, donde $a \in \mathbb{R}$ y $a \neq 0$. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor su comportamiento en términos de convexidad y concavidad?

<p>La función es convexa en $(-\infty, 0)$ y cóncava en $(0, \infty)$ si $a &gt; 0$. (B)</p> Signup and view all the answers

Sea $f: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}$ una función afín definida como $f(x) = ax + b$. ¿Cuál de las siguientes condiciones es suficiente para asegurar que $f$ sea una biyección?

<p>a debe ser distinto de 0. (C)</p> Signup and view all the answers

Sea $f(x) = ax^2 + bx + c$ una función cuadrática con $a, b, c \in \mathbb{R}$ y $a \neq 0$. ¿Cómo afecta el signo de 'a' a las propiedades de los extremos de la función?

<p>Si a &gt; 0, la función tiene un mínimo global; si a &lt; 0, la función tiene un máximo global. (B)</p> Signup and view all the answers

Sea $f: X \rightarrow \mathbb{R}$ una función definida en un subconjunto $X \subseteq \mathbb{R}$. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre un máximo relativo y un máximo absoluto de f?

<p>Un máximo absoluto es el valor más grande de la función en todo el dominio, mientras que un máximo relativo es el valor más grande solo en un entorno del punto. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes leyes físicas ilustra una relación funcional donde el volumen ocupado por una masa gaseosa es inversamente proporcional a la presión, manteniendo la temperatura constante?

<p>Ley de Boyle-Mariotte. (C)</p> Signup and view all the answers

En el contexto de funciones reales, ¿cuál es la implicación de que una función sea monótona en sentido estricto?

<p>Garantiza que la función es inyectiva. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué característica clave distingue a las funciones lineales de otras funciones afines?

<p>Las funciones lineales pasan por el origen, mientras que las afines pueden tener una ordenada al origen diferente de cero. (C)</p> Signup and view all the answers

Considere la función que describe la trayectoria de un proyectil lanzado con un ángulo inicial $ \alpha \in (0, \frac{\pi}{2}) $. ¿Qué tipo de función describe la altura del proyectil en función de la distancia horizontal recorrida?

<p>Función cuadrática. (A)</p> Signup and view all the answers

Sea $f: [0, \infty) \rightarrow \mathbb{R}$ la función raíz cuadrada, definida como $f(x) = \sqrt{x}$. ¿Cuál de las siguientes propiedades describe mejor el comportamiento de esta función?

<p>Es estrictamente creciente y cóncava. (C)</p> Signup and view all the answers

En un circuito eléctrico con voltaje constante $V$, la ley de Ohm establece una relación entre la intensidad de la corriente $I$ y la resistencia $R$. ¿Cómo se describe esta relación en términos de proporcionalidad?

<p>$I$ es inversamente proporcional a $R$. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

¿Qué es una función real de variable real?

Una aplicación f: X → Y, donde X e Y son subconjuntos de R. Asocia a cada x ∈ X un único y ∈ Y.

¿Qué es el campo de definición o dominio de una función?

El conjunto de todos los números reales que tienen una imagen definida por la función f.

¿Qué es la imagen de una función f?

El conjunto f(X), que contiene las imágenes de todos los elementos del dominio X bajo la función f.

¿Qué operaciones se realizan con funciones en F(X,R)?

En F(X,R) se define la suma, el producto y el producto por un número real.

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¿Qué es la composición de funciones?

Consiste en aplicar una función a los resultados de otra, gof.

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¿Cuándo una función tiene una función inversa?

Una función f: X → Y es biyectiva si y solo si existe otra funcion f⁻¹: Y → X, llamada función inversa de f.

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¿Cuándo una función es par o impar?

Una función f es par si f(-x) = f(x) para todo x en su dominio, e impar si f(-x) = -f(x).

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¿Qué significa que una función sea monótona?

Una función f es monótona si es siempre creciente o siempre decreciente.

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¿Qué es un extremo relativo de una función?

Punto donde la función alcanza su valor máximo o mínimo en un entorno dado.

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¿Qué es una función convexa?

Una función f es convexa si el segmento que une dos puntos de su gráfica está por encima de la gráfica.

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¿Qué es una función afín?

Es una función de la forma f(x) = ax + b, donde ay b son números reales cualesquiera.

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¿Qué es una función cuadrática?

Función de la forma f(x) = ax² + bx + c, donde a, b, c son números reales y a ≠ 0.

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¿Qué es una función de proporcionalidad inversa?

Función de la forma f(x) = a/x, donde a es un número real diferente de cero.

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¿Qué relación tienen energía cinética y velocidad?

La energía cinética de un objeto es función cuadratica de su velocidad.

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¿Qué establece la ley de Boyle-Mariotte?

A temperatura constante, el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a su presión.

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Study Notes

Tema 21: Funciones reales de variable real

  • Capítulo dedicado a la definición de funciones reales de variable real y conceptos asociados.
  • Se estudian operaciones con funciones en un subconjunto $X \subset R$.
  • Se mencionan la composición de funciones, sus propiedades y funciones biyectivas con función inversa.
  • Se analizan simetrías, descomposición en funciones pares e impares, monotonía, extremos absolutos y relativos, y propiedades de funciones convexas/cóncavas.
  • Se recorren funciones elementales y se presentan situaciones reales donde aparecen.

21.1 Funciones reales de variable real

21.1.1 Definición

  • Una función real de variable real es una aplicación $f: X \rightarrow Y$.
  • $X$ e $Y$ son subconjuntos de $R$.
  • Para cada $x \in X$, la función $f$ asigna un único número real $y \in Y$.
  • $y$ se llama imagen de $x$ bajo $f$, denotado $y = f(x)$.

Funcion $f: X \rightarrow Y$

  • El campo de definición o dominio de $f$ es el conjunto $X$.
  • La imagen de un conjunto $X' \subset X$ es $f(X') = {f(x') / x' \in X'} \subset Y$.
  • La imagen de $f$ o recorrido de $f$ es el conjunto $f(X)$.
  • La imagen recíproca de $Y' \subset Y$ es $f^{-1}(Y') = {x \in X / f(x) \in Y'}$.
  • La imagen recíproca de un elemento $y \in Y$ es el conjunto $f^{-1}(y)$.
  • La gráfica de $f$ es ${(x, f(x)) / x \in X}$, un subconjunto de $X \times Y$.
  • La restricción de $f$ a $X' \subset X$ es $(f|{X'}) : X' \rightarrow Y$, donde $(f|{X'})(x') = f(x')$.

21.2 Operaciones con funciones. Orden en $F(X,R)$

21.2.1 Suma, producto y producto por un número real

  • $X$ es un subconjunto de $R$.

  • $F(X, R)$ es el conjunto de funciones de $X$ en $R$.

  • Si $f, g \in F(X, R)$, la suma, el producto y el producto por un número real se definen como:

    • $(f+g)(x) = f(x) + g(x)$
    • $(fg)(x) = f(x)g(x)$
    • $(\lambda f)(x) = \lambda f(x)$
  • Para $f, g \in F(X, R)$, $x \in X$, y $\lambda \in R$, el conjunto $F(X, R)$ es un álgebra con elemento unidad bajo estas operaciones.

  • $F(X, R)$ es un espacio vectorial real.

  • El vector 0 es la funció nula $f: X \rightarrow R: x \rightarrow f(x) = 0$.

  • El vector opuesto de $f: X \rightarrow R$ es su funció n opuesta $-f : X \rightarrow R: x \rightarrow (-f)(x) = -f(x)$.

  • Anillo conmutativo y unitario para la suma y el producto cuyo elemento unidad es la función constante de valor 1, es decir, $f: X \rightarrow R : x \rightarrow f(x) = 1$ Para cualesquiera $f,g \in F(X, R)$ y $\lambda \in R$ se cumple que $\lambda(fg) = (\lambda f) g = f (\lambda g)$.

  • F(X,R) es un álgebra con elemento unidad.

21.2.2 Definicion: Cociente de dos funciones

  • $X$ es un subconjunto de R $y$

  • $Si f,g \in F(X,R), g(x)\neq 0 x\isin X$, se define el cociente de f/g:X->Rf/g(x) = f(x)/g(x)$

  • Los elementos unitarios del anillo F que cumplen $ f(x)\neq 0 y es 1/f $

21. 2. 3 Defininion: Composición de funciones

  • X, Y, Z y T son subconjuntos de R y sean $f: X \rightarrow Y y y = f(x) g[f(x)]

  • La composición de funciones es asociativa, pero no es conmutativa, ademas no implica la de fog.

  • $i_x$ es la función identidad $i_x: xx: x H x.$

21.2.4 Una función $f: X \rightarrow Y es biyectiva si y sólo si existe otra función $f^{-1}: Y \rightarrow X f^{-1} o f = i_x$ y $f o f^{-1} = i_y$.

  • CONMPROBACION- Si es biyectiva $f^{-1}(y)$ consta de un solo elemento en X. Definida asi $ f^{-1}: Y \rightarrow X

  • Que asocia y Y al unico $x = f^{-1}(y) E X tal que $f(x) = y ,$y

21. 2. 5 Observaciones

  • aplicación inyectiva con un inversa
  • gráficas de $f^{-1}$es simétrica con respeto a la gráfica de $f^{-1}$. Respecto de la recta y =x

21.2.6 En Sea X un subconjunto de R y sean $f,g:X \rightarrow R$ $f(x) ≤ g(x)$

Es de orden en \quad que $f(x) ≤ g(x)$

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Description

Este capítulo define funciones reales y explora operaciones en subconjuntos. Se estudia la composición de funciones y funciones biyectivas. Se analizan simetrías, monotonía, extremos y funciones convexas, junto con ejemplos de funciones elementales en situaciones reales.

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