Rincón Matemático

Matemática => Análisis Matemático => Cálculo 1 variable => Mensaje iniciado por: Dark en 01 Septiembre, 2020, 09:22 pm

Título: Obtener máximo de una función
Publicado por: Dark en 01 Septiembre, 2020, 09:22 pm
Obtenga el valor máximo de \( f(x)= cot x - \sqrt[ ]{2}csc x \)  en \( (0, \pi) \)

Primero realicé la derivada, y obtuve: \( f^{\prime}(x)=-csc^2x+\sqrt[ ]{2}cscx\cdot{} cotx=-(1+cot^2x)+\sqrt[ ]{2}cot x \sqrt[ ]{1+cot^2x} \)

Luego, tome \( t^2=1+cot^2x \) sustituí : \( -t^2+\sqrt[ ]{2}\sqrt[ ]{t^2-1}t=0 \) para hallar las raices.

factorizo: \( t(-t+\sqrt[ ]{2}\sqrt[ ]{t^2-1})=0 \)

Ya tendría que \( t=0 \) pero la función no esta evaluada en 0, entonces me quedaría: \( -t+\sqrt[ ]{2}\sqrt[ ]{t^2-1}=0 \) luego, \( 2(t^2-1)=t^2 \) y así \( t^2= 2 \)

Luego, \( 1+cot^2x=2 \Longrightarrow{}cot^2x=1 \) y he llegado ahí pero no sé como hallar las raíces.

Después de hallar las raíces pensaba evaluarlas en la función para ver el máximo absoluto.

Corregido, teniendo en cuenta la sugerencia de delmar.
Título: Re: Obtener máximo de una función
Publicado por: delmar en 01 Septiembre, 2020, 11:40 pm
Hola

Hay un pequeño error operativo en el desarrollo, \( t^2=1+cot^2x\Rightarrow{cot^2x=t^2-1}\Rightarrow{cot \ x=\sqrt[ ]{t^2-1}} \) solo se considera la raíz positiva por que necesariamente es positiva, según la ecuación inicial de la derivada. Ojo f no esta definida en 0 ni en \( \pi \)




Saludos
Título: Re: Obtener máximo de una función
Publicado por: ingmarov en 02 Septiembre, 2020, 06:35 pm
Hola

Obtenga el valor máximo de \( f(x)= cot x - \sqrt[ ]{2}csc x \)  en \( (0, \pi) \)

Primero realicé la derivada, y obtuve: \( f^{\prime}(x)=-csc^2x+\sqrt[ ]{2}cscx\cdot{} cotx\cdots \)
...

A ver

\[ f^{\prime}(x)=-csc^2x+\sqrt[ ]{2}cscx\cdot{} cotx=-csc^2x+\sqrt[ ]{2}csc^2x\cdot{} cosx=\underbrace{csc^2(x)}_{\neq 0 \forall x\in\mathbb{R}}(-1+\sqrt{2}cos(x))=0 \]

Entonces tenemos

\[ (-1+\sqrt{2}cos(x)=0\quad\Rightarrow\quad cos(x)=\dfrac{1}{\sqrt{2}}\quad\Rightarrow\quad x=\dfrac{\pi}{4} \]


Saludos



Título: Re: Obtener máximo de una función
Publicado por: Dark en 02 Septiembre, 2020, 07:04 pm
Mi camino fue más largo, pero igual llegué a la misma solución:

Ya teniendo \( cot^2x=1\Longrightarrow{}cot x=1\Longrightarrow{x=arccot (1)=\frac{\pi}{4}} \)

Luego, evaluando en f. tenemos:

\( f(\frac{\pi}{4})=cot(\frac{\pi}{4})-\sqrt[ ]{2}csc(\frac{\pi}{4}) \)

\( f(\frac{\pi}{4})=1-\sqrt[ ]{2}\sqrt[ ]{2}=1-2=-1 \)

Luego el máximo sería \( (\frac{\pi}{4},-1) \)
Título: Re: Obtener máximo de una función
Publicado por: ingmarov en 03 Septiembre, 2020, 12:17 am
Hola

...
Luego el máximo sería \( (\frac{\pi}{4},-1) \)

¿En base a qué afirmas que ese es un punto máximo?

Lo es, pero te falta un paso para demostrarlo, probar que la segunda derivada es negativa para todo el intervalo dado.


Saludos