Math Problem Statement

Dada la función LaTeX: f(x)=x^{2/3}(1-x)^{1/3} ¿Cuántos números críticos posee en su dominio

Solution

Para encontrar los números críticos de la función f(x)=x2/3(1x)1/3f(x) = x^{2/3}(1 - x)^{1/3}, necesitamos identificar los valores de xx en los cuales la derivada de f(x)f(x) es cero o no está definida.

  1. Derivación de f(x)f(x):

    La función es producto de dos términos: u(x)=x2/3u(x) = x^{2/3} y v(x)=(1x)1/3v(x) = (1 - x)^{1/3}. Usaremos la regla del producto para derivarla:

    f(x)=u(x)v(x)+u(x)v(x)f'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)

    Calculando las derivadas individuales:

    • Para u(x)=x2/3u(x) = x^{2/3}: u(x)=23x1/3=23x1/3u'(x) = \frac{2}{3}x^{-1/3} = \frac{2}{3x^{1/3}}

    • Para v(x)=(1x)1/3v(x) = (1 - x)^{1/3}: v(x)=13(1x)2/3(1)=13(1x)2/3v'(x) = \frac{1}{3}(1 - x)^{-2/3}(-1) = -\frac{1}{3}(1 - x)^{-2/3}

    Sustituyendo en la fórmula de la derivada:

    f(x)=23x1/3(1x)1/3x2/313(1x)2/3f'(x) = \frac{2}{3x^{1/3}}(1 - x)^{1/3} - x^{2/3}\frac{1}{3(1 - x)^{2/3}}

    Simplificando y encontrando un común denominador, obtenemos la forma final de f(x)f'(x).

  2. Puntos críticos:

    Los números críticos de la función ocurren cuando f(x)=0f'(x) = 0 o f(x)f'(x) no está definida.

    • f(x)f'(x) no está definida en x=0x = 0 (porque u(x)u'(x) se vuelve infinita) y en x=1x = 1 (porque v(x)v'(x) se vuelve infinita).
    • Para f(x)=0f'(x) = 0, resolvemos la ecuación resultante en términos de xx, que puede dar otro valor en el intervalo de (0,1)(0, 1).
  3. Conclusión:

    Hay números críticos en x=0x = 0, x=1x = 1, y posiblemente en algún valor adicional de xx dentro del intervalo abierto (0,1)(0, 1). Por lo tanto, la función tiene al menos dos números críticos y podría tener un tercero.

¿Te gustaría ver los detalles del cálculo o tienes alguna pregunta sobre los pasos?


Preguntas Relacionadas

  1. ¿Qué significa un punto crítico en el contexto de una función?
  2. ¿Cómo afecta la existencia de números críticos al comportamiento gráfico de una función?
  3. ¿Qué pasos adicionales se pueden seguir para confirmar el número de puntos críticos en este caso?
  4. ¿Por qué la derivada de un producto de funciones puede tener puntos donde no está definida?
  5. ¿Cómo podríamos aplicar este método a otras funciones con exponentes fraccionarios?

Tip

Para derivar funciones con raíces o fracciones, reescribirlas en forma de potencias facilita los cálculos.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Critical Points
Derivative
Product Rule

Formulas

f'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)
u(x) = x^{2/3}
v(x) = (1 - x)^{1/3}
u'(x) = \frac{2}{3}x^{-1/3}
v'(x) = -\frac{1}{3}(1 - x)^{-2/3}

Theorems

Definition of Critical Points
Product Rule in Differentiation

Suitable Grade Level

Grades 11-12