Estudio de la Función Exponecial
Funciones exponenciales: Se llaman así todas aquellas funciones de la forma f(x) = bx, en donde la base b, es una constante y el exponente la variable independiente. Estas funciones tienen gran aplicación en campos muy diversos como la biología, administración, economía, química, física e ingeniería.
La definición de función exponencial exige que la base sea siempre positiva y diferente de uno (b > 0 y b ≠ 1).
La condición que b sea diferente de uno es porque, al reemplazar a b por 1, la función f(x) = bx se transforma en la función constante f(x) = 1.
La base no puede ser negativa porque funciones de la forma f(x) = (-9)1/2 no tendrían sentido en los números reales..
Caso I Cuando b > 1
Ejemplo.
Sea la función y = 3x
Para x = 1 → y = 31 → y = 3; para x = - 1 → y = 3-1 → y = 1/31 → y = 1/3
Para valores negativos de “x”, se aplica la ley de los exponentes negativos.
Caso II Cuando 0 < b < 1
Y = (1/2)x → y = 1/2x → y = 2 – x
Propiedades:
1. La curva es cóncava hacia arriba
2. Pasa por el punto (0, 1)
3. El eje x hacia la izquierda es una asíntota horizontal cuando b > 1
4. El dominio es todo número real x.
5. El rango es todo numero positivo y.
6. La función es creciente cuando b > 1 y cuando 0 < b < 1
7. Es una función biunívoca → f(x1) = f(x2)
8. El eje x es una asíntota horizontal a la derecha si b > 1 y a la izquierda si 0 < b < 1.
La curva puede ser desplazada a la derecha si b(x-h) o a la izquierda si b(x+h)
La curva puede ser desplazadahacia arriba si bx + k o hacia abajo si bx - k
Ecuaciones exponenciales
La propiedad biunívoca de funciones es una herramienta útil para resolver ecuaciones exponenciales.
Si f(x1) = f(x2) → bx1 = bx2 por tanto x1 = x2
Ejemplos:
a) Resolver la ecuación 7x – 2 = 343
7x – 2 = 73 como las base es la misma → x - 2 = 3
x = 3 + 2 → x = 5
b) 32x+2 = 27x2 – 1 → 32x+2 = 33x2 – 1 como la base es la misma 2x + 2 = 3x2 – 3
3x2-2x – 5 = 0 factorizando (3x – 5) (x + 1) = 0
3x1 – 5 = 0 → 3x1 = 5 → x1 = 5/3
x2 + 1 = 0 → x2 = -1
Ejercicios:
Despejar x
1) 2x-1 = 32 4) 2x2 = 16 7) 82x+1 64
2) 1/2x 5) 1/5x+1 = 125 1/4x – 2 = 64
3) 32x – 1 = 729/9x+1 6) 2x2+x = 4x+1 9) (27/8)x = 9/4