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Son muchos ejercicios, cada pregunta debería llevar un solo ejercicio a no ser que sena muy sencillos y cortos. Haré el primero y los otros mándalos en nuevas preguntas de uno en uno.
1) Todos los trozos son polinomios luego no hay ningún problema de puntos donde no estén definidos. Y la unión de los dominios de cada trozo es R, luego
Dom f = R
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La imagen del primer trozo es {2}
El segundo trozo tiene máximos y mínimos absolutos e elegir entre el valor en los extremos y el valor en los puntos críticos, la derivada es
y'=2x
el valor crítico es 0
f(-1) = (-1)^2 - 4 = -3
f(0) = 0^2 - 4 = -4
f(2) = 2^2 - 4 = 0
La imagen del segundo trozo es [-4, 0)
La imagen del tercer trozo es la una semirecta decreciente cuyo punto más alto es el inicial
f(2) = 4 - 2·2 = 0
Luego es (-infinito, 0]
Luego la imagen de la función es la unión de las imagenes de los tres trozos y es
Im f = (-infinito, 0] U {2}
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Monotonía
En el primer trozo la función es constante, no es ni monotona creciente ni decreciente.
En el segundo la derivada es
f'(x) = -2x
Luego es decreciente en (-1, 0) y creciente en (0,2)
En el tercer trozo es siempre decreciente, es una recta con pendiente negativa o lo puedes comprobar también con la derivada
f'(x)=-2
Lo resumimos todo
(-Infinito, -1) constante
(-1, 0) decreciente
(0, 2) creciente
(2, infinito) decreciente
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Los extremos sugen de los valores en los límites de los intervalos o en los puntos críticos. Entendiendo por puntos críticos tanto los puntos donde la derivada es 0 como aquellos donde no es derivable. Siendo una función por trozos el trabajo se multiplica
En -(infinito,-1) f(x) = 2
En -1 f(-1)=(-1)^2-4 = -3 y después decrece hasta -4
En 0 f(0)= 0^2 - 4 = -4 y después crece hasta 0
en 2 f(2) = 4-2x = 0 y después decrece hasta - infinito
Y los extremos son
Máximo absoluto f(x)=2 en (-infinito, -1)
Mínimo absoluto, no existe, tiende a -infinito
Máximos relativos:
En sentido estricto solo sería f(2)= 0
En sentido no estricto se puede añadir f(x)=2 en (-infinito,-1)
Mínimos relativos:
En sentido estricto solo sería f(0) = -4
En sentido no estricto se puede añadir f(x)=2 en (-infinito,-1)
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Asíntotas:
Tiene una asíntota horizontal en - infinito
y=2
Tiene una asíntota oblicua en + infinito
y=4-2x
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Los cortes con los ejes son:
Eje X:
Trozo izquierdo no corta
Trozo intermedio
x^2-4=0
x^2 = 4
x = -2 y 2
pero no pertenecen al dominio [-1, 2) del trozo intermedio, luego nada
Trozo derecho
4-2x=0
2x=4
x=2
que pertenece al dominio del trozo derecho [2, +infinito)
Luego los cortes con el eje X son {(2,0)}
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El corte con el eje Y es el valor de la función en x=0 para ello se tiene que tomar el trozo segundo
f(0) = 0^2-4 = -4
Luego el corte con el eje Y es (0, -4).
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Y finalmente la gráfica para corroborar todo.
Y eso es todo.