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Función exponencial. Llamaremos función exponencial a toda función que cumple: Donde La variable x se encuentra en el exponente de la potencia. Consideramos la base a >0 para que la potencia siempre exista con exponente real y descartamos el valor a=1 para evitar la función constante. Dominio: El dominio es el conjunto de los números reales, dado que no existe ninguna restricción operatoria que impida elevar un número positivo a cualquier exponente. Recorrido: El recorrido es el conjunto de los reales positivos dado que la base es siempre un número positivo. Ejemplo: Observa los dos bosquejos gráficos de las funciones -3 0.125 8 -2 0.25 4 -1 0.5 2 0 1 1 1 2 0.5 2 4 0.25 3 8 0.125 Teniendo como guía el ejemplo: Realiza una tabla de datos y representa gráficamente las funciones:

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Page 1: Función exponencial. · Función exponencial. Llamaremos función exponencial a toda función que cumple: Donde La variable x se encuentra en el exponente de la potencia. Consideramos

Función exponencial.

Llamaremos función exponencial a toda función que cumple:

Donde

La variable x se encuentra en el exponente de la potencia. Consideramos la base a >0 para que

la potencia siempre exista con exponente real y descartamos el valor a=1 para evitar la función

constante.

Dominio:

El dominio es el conjunto de los números reales, dado que no existe ninguna restricción

operatoria que impida elevar un número positivo a cualquier exponente.

Recorrido:

El recorrido es el conjunto de los reales positivos dado que la base es siempre un número

positivo.

Ejemplo:

Observa los dos bosquejos gráficos de las funciones

-3 0.125 8

-2 0.25 4

-1 0.5 2

0 1 1

1 2 0.5

2 4 0.25

3 8 0.125

Teniendo como guía el ejemplo:

Realiza una tabla de datos y

representa gráficamente las

funciones:

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Crecimiento:

Como se puede apreciar en los bosquejos gráficos anteriores:

La función

Signo:

Como ya se mencionó anteriormente y además quedó evidenciado en las distintas

representaciones gráficas, el recorrido o conjunto imagen de la función exponencial es el de

los reales positivos, por lo tanto el signo de es siempre positivo. En consecuencia se

desprende que no tiene ceros o raíces.

Simetría:

Otro aspecto que podemos observar en los gráficos de las funciones exponenciales es su

simetría respecto al eje de ordenadas, cuando las funciones tienen bases inversas.

Aplicaciones

La función exponencial tiene un gran número de aplicaciones en la vida cotidiana en todo

aquello que tenga una variación proporcional, ya sea en aumento o descenso.

Por ejemplo en el estudio de aumento de poblaciones, cálculos financieros, depreciaciones,

desintegración de elementos radioactivos, etc

Veamos algunos ejemplos…

Una ciudad tiene actualmente 5000 habitantes y se sabe que su población aumenta

anualmente a una tasa del 8% anual. ¿Cuál será el número de habitantes dentro de 5 años?

Consideremos los datos que tenemos y tengamos en cuenta que pasaría luego de un año:

Datos:

En un año la población P sería un 8% superior a la actual, es decir:

Si se desea saber la población luego de dos años, debemos volver a aumentar la misma

proporción es decir un 8%, de esta forma:

Siguiendo este razonamiento podemos deducir que la población luego de 5 años es:

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Si realizamos una tabla y representamos gráficamente los valores obtenidos podremos ver el

comportamiento de la función que modeliza este fenómeno.

[población (P), en función del tiempo (t)]

0 5000

1 5400

2 5832

3 6299

4 6802

5 7347

Ejemplo 2

Un determinado artículo cuyo valor inicial es $100, sufre un descuento del 10% mensual

durante 12 meses consecutivos. ¿Cuál es su valor final, luego de sufrir los distintos

descuentos? Realiza una tabla de valores y representa gráficamente.

Veamos los datos que tenemos:

t

0 100

1 90

2 81

3 72.9

4 65.6

5 59.0

6 53.0

7 47.8

8 43.0

9 38.7

10 34.8

11 31.4

12 28.2

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Ejemplo 3

La población de bacterias (en miles) crece en sus primeras fases según la función

donde, t en días, es el tiempo transcurrido desde que se aisló la población.

a) ¿Cuál es la población inicial?

b) Realiza un gráfico para los primeros 5 días y representa gráficamente

a)

b)

t P(t)

1 60

2 72

3 86.4

4 103.68

5 124.4

Número

El número e es un irracional llamado también número de Euler en honor a Leonhard Euler, son

la base de los logaritmos neperianos, que veremos más adelante en el curso.

Su aproximación es:

El número se puede obtener mediante una aproximación de la sucesión

Es decir que

, veamos cómo nos acercamos al número

n

1 2,00000

2 2,25000

5 2,48832

10 2,59374

100 2,70481

1000 2,71692

10000 2,71815

100000 2,71827

El Número ees

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La función exponencial

Observa los bosquejos gráficos de las funciones

Sus gráficos son simétricos respecto al eje de ordenadas, como ya habíamos observado que

ocurría cuando las funciones tenían bases inversas.

Si consideramos los segmentos verticales determinados por estas dos curvas, los puntos

medios de estos segmentos determinan una curva llamada catenaria.

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La curva que observas en verde, recibe el nombre de catenaria y se puede definir como:

No confundir!!! La curva obtenida no es una parábola aunque se le parece bastante.

Si tomamos los extremos de una cadena y la dejamos colgar libremente, la curva que esta

forma es justamente una catenaria.

Esto ha permitido importantes aplicaciones en la arquitectura. Por ejemplo en el uso de arcos,

dado que por su forma se minimiza las tensiones distribuyendo mejor el peso en cada punto.

Observa la imagen.

Si tomamos los extremos de una cadena y

la dejamos colgar libremente, la curva que

esta forma es justamente una catenaria.