Preliminares de Cálculo

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Tema 1
Preliminares de Cálculo
1.

La Recta Real

2.

Números Reales, Racionales e Irracionales

3.

Orden y desigualdades

4.

Conjuntos

10. El plano cartesiano

5.

Intervalos de la recta real

11. Distancia entre dos puntos del plano

6.

Intervalos acotados

12. La gráfica de una ecuación

7.

Intervalos no acotados

13. Modelos matemáticos

8.

Valor absoluto

14. Función real de una variable real

9.

Distancia entre dos puntos

15. Gráfica de una función
16. Gráficas de funciones básicas
17. Clasificación de las funciones.
Funciones elementales
18.

Función compuesta

19. Funciones pares, impares y ceros de
funciones
20. Función inversa
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La Recta Real
Coordenada:

origen

-4

-3 -2

nº real que corresponde a
un punto de la recta real

-1

0

1

números
enteros

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2

3

4

números
naturales

Tema 1. Preliminares de Cálculo 1


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Números Reales, Racionales e Irracionales
Recta Real
Números Racionales
Pueden expresarse como cociente de
dos enteros

-2,6

-2/3

-3 -2 -1

Números Irracionales
No pueden expresarse como
decimales finitos ni periódicos

5/4 2,5
0

1

2

3

e p

2
0

1

2

3

4

Decimales finitos

Periódicos

2 1,414213562

2
=0,4
5

1
=0,333...=0,3
3

e  2,718281828
p  3,141592654

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Orden y desigualdades
a , b  IR

a es menor que b

si

b-a

es positivo

Este orden se denota por la desigualdad
a  b
Análogamente

mayor que 

menor o igual que 
mayor o igual que 
Recordar que cuando se multiplica por un número negativo se
invierte la desigualdad
x  3

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 -4 x  -12

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Conjuntos
Notación

Un conjunto es una colección de elementos
El conjunto de todos los x que satisfacen una cierta condición



x

:

condición sobre x

Conjunto de los números Reales



IR

Conjunto de los números reales positivos xIR : x  0 
Conjunto de los números reales no negativos x IR : x 0 
Unión de dos conjuntos:
A  B es el conjunto de elementos de A, de B o de ambos
Intersección de dos conjuntos:
A  B es el conjunto de elementos de A y de B
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Tema 1. Preliminares de Cálculo 4


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Intervalos de la recta real
(a, b) = x : a  x  b 

Intervalo abierto

extremos
[a, b] = x : a  x  b 

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Intervalo cerrado

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Intervalos acotados
Notación de
intervalos

Notación de
conjuntos

Gráfica

Intervalo acotado abierto

(a, b)

x : a x  b 

(
a

)
b

x

Intervalo acotado cerrado

[a, b]

x : a  x  b 

[
a

]
b

x

Intervalos acotados

[ a, b) x : a  x  b 
(a, b] x : a  x  b 

)
b
]
b

x

ni abiertos ni cerrados

[
a
(
a

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x

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Intervalos no acotados
Notación de
intervalos

Intervalos no acotados
abiertos

Intervalos no acotados
cerrados

Recta real

Notación de
conjuntos

Gráfica

(-, b) x : x  b 
(a, )

x : x  a 

(
a

(-, b] x : x  b 
[a, )

x : x  a 

(-,)

x : xIR 

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[
a
a

)
b

x

]
b

x

b

x

x
x

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Valor absoluto
Si a es un número real, el valor absoluto de a es

| a| =

Ejemplo:

a

si a

 0

-a

si a

 0

a = -4

| a | = | -4 | = - (-4) = 4

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Distancia entre dos puntos
La distancia entre dos puntos a y b de la recta real es

d =| a-b| =| b-a|
Distancia entre a y b

a

| a-b|

b

El punto medio de un intervalo con extremos a y b es el
valor medio de a y b
Punto medio de (a,b)= a + b
2
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El plano cartesiano
Sistema de coordenadas rectangular utilizado para
representar pares ordenados (x,y) de números reales
Eje y
Cuadrante
II

Cuadrante I

y

(x,y)

x

y
origen

Cuadrante III
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Eje x

x

Cuadrante IV

Tema 1. Preliminares de Cálculo 10


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Distancia entre dos puntos del plano
distancia d entre dos puntos (x1,y1) y (x2,y2) del plano

d

x2  x1 

2

  y2  y1 

2

(x1,y1)

| y2 - y1 |

(x1,y2)

x1
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| x2 - x1 |

(x2,y2)

x2
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Slide 13

La gráfica de una ecuación
3x + y =7

(2,1)

porque se satisface cunado

Perspectivas en el Cálculo

sustituímos

Gráfica

por

2

e

y

por

1

Despejamos y en la ecuación inicial
y = 7 - 3x

Analítica
Numérica

x

Elaboramos una tabla numérica sustituyendo
varios valores de x
x

0

1

2

3

4

y

7

4

1

-2

-5

El conjunto de todos
los puntos solución
constituye la gráfica
de la ecuación

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6

(0,7)

4

(1,4)

2

3x + y =7

(2,1)
2

4

(3,-2)

Tema 1. Preliminares de Cálculo 12


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Descripción de un problema
(frecuentemente de la vida real)
utilizando una formulación matemática
(por ejemplo con una ecuación) con
precisión y sencillez

Modelos matemáticos

Entre 1960 y 1990 se registró la concentración de dióxido de carbono y (en partes por
millón) en la atmósfera terrestre

Modelo lineal
360 -

Modelo cuadrático
360 -

355 -

350 345 340 335 330 325 320 - 

315 -























355 -

350 345 340 335 330 325 320 - 

315 -

310 -
























Haciendo t=75
-

-

-

30

-

25

-

-

20

-

-

15

-

-

-

-

10

¿Podríamos predecir en el año 2035
la cantidad de CO2 en la atmósfera?

Solución:

310 5

¿Qué modelo es mejor?

y = 313,6 + 1,24 (75)= 406,6
r2=0,984

y = 313,6 + 1,24 t

y = 316,2 + 0,70 t+ 0,70 t2

Cálculos realizados con el Método de ajuste por
Mínimos Cuadrados

y = 316,2 + 0,70 (75)+ 0,70 (75)2=469,95
r2=0,997
Es mejor el modelo cuadrático puesto que
la correlación r2 es más próxima a 1

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Tema 1. Preliminares de Cálculo 13


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Función real de una variable real
Dominio

Sean X e Y dos conjuntos de números reales.

X

Una función real f de una variable real x de X a
Y es una correspondencia que asigna a cada
número x de X exactamente un número y de Y.

x

f

Recorrido
X X X
y=f(x)

Y

• El conjunto X se llama dominio de f.
• El número y se denomina la imagen de x for f y
se denota por f(x).

x : variable independiente

• El recorrido de f se define como el subconjunto
de Y formado por todas las imágenes de los
números de X.

y : variable dependiente
Ecuación en forma
implícita

Ecuación en forma
explícita

x  2y 1
2

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y

1
2

(1  x )
2

Notación de funciones

f ( x) 

1

(1  x )
2

2

Tema 1. Preliminares de Cálculo 14


Slide 16

Gráfica de una función

La gráfica de una función está formada por todos los puntos ( x, f(x) ), donde
x pertenece al dominio de f y se denota por f(x).

x = distancia desde el eje y
f(x) = distancia desde el eje x.

(x,f(x))

y =f(x)

f(x)
x

Gráficas de funciones básicas
4

f(x) =x
2
1
-3

-2

-1

-1

f(x) = x3

2
1
1

2

3

-3

-2

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-2

-1

-1

-2

2

f(x) =x2

1

2

3

1
-3

-2

-1

-1

1

2

3

-2

Tema 1. Preliminares de Cálculo 15


Slide 17

Gráficas de funciones básicas
3

f(x) =x

3

2

2

1

1
1

2

3

f(x)=

-3

4

-2

-1

-1

-3
2

-2

-1

1
1
-1

3

-2

2

3

-2

f(x) = sen x

f(x) =
1

COS

x

1

p

p

x

2

f(x) = | x |

1

1

2p

-1

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2p

p

p

2p

-1

Tema 1. Preliminares de Cálculo 16


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Clasificación de las funciones. Funciones elementales
Función polinómica

Término
constante

grado

f ( x)  an x  an 1 x
n

Funciones algebraicas

Coeficiente
dominante

n 1

   ai x    a1 x  a0
i

Coeficientes

Función racional

f ( x) 

p(x), q(x) polinomios

, q ( x)  0

q ( x)

Funciones radicales.

Funciones trigonométricas

p ( x)

Por ejemplo,

f ( x) 

x 1

Seno, coseno, tangente,...
3

Funciones exponenciales y
logarítmicas

f-1(x) = ex

2
1
-2

-1

f(x) = ln x

-1

1

2

-2
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Tema 1. Preliminares de Cálculo 17


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Función compuesta
Dominio de g

f

o

Sean f y g dos funciones.

g

x
g

La función dada por (f o g)(x)=f(g(x))
f ( g(x) ) se llama función compuesta de f con g.

g (x )
Dominio def

f

f ( x)  2 x  3

El dominio de es el conjunto de todos
los x del dominio de g tales que g(x)
pertenece al dominio de f

g ( x)  cos x

( f  g )( x)  f ( g ( x))  2 g ( x)  3  2 cos x  3
( g  f )( x)  g ( f ( x))  cos( 2 x  3)

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Funciones pares, impares y ceros
de funciones
•Si la gráfica de una función f,
corta al eje x en el punto (a,0),
entoces a se denomina un cero de f
•Los ceros de una función f son las
soluciones de la ecuación f(x) =0

Criterio para funciones
pares e impares

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f(x) =

0

(a,0)

•La función y=f(x) par

si f(-x) = f(x)

•La función y=f(x) impar si f(-x) =-f(x)

Tema 1. Preliminares de Cálculo 19


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Función inversa
f

Una función g es la inversa de una función f
si

-1

f(g(x)) = x para todo x en el dominio de g

f
•Dominio de f = Recorrido de
•Dominio de

f-1=

f-1

g(f(x)) = x para todo x en el dominio de f

Recorrido def

f ( x)  2 x  1 , g ( x)  3
3

La función g se denota por f-1

x 1

Son funciones inversas

2

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Tema 1. Preliminares de Cálculo 20


Slide 22

Bibliografía
Cálculo y Geometría Analítica

Larson, Hostetler, Edwards. Volumen 1, 1999 (6ª edición),
Ed. McGraw-Hill

Ejercicios y problemas
Problemas de Matemáticas

para ingeniería técnica agrícola y veterinaria

Alejandre, Allueva,González. Tomo 1, 2000
Ed. Copy Center Zaragoza (C/. Doctor Cerrada nº 2)

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