Para mostrar que [matemática] f (x) [/ matemática] está aumentando, el objetivo siempre es mostrar que si [matemática] x <y [/ matemática] entonces [matemática] f (x) 0 [/ math]. Sin embargo, no siempre puedes hacerlo de esta manera.
Hagamos un ejemplo donde funciona el método derivado. Considere [matemáticas] f (x) = x ^ 3 + x [/ matemáticas]. Esta es una función creciente ya que [math] f ‘(x) = 3x ^ 2 + 1 [/ math] siempre es mayor o igual a 1, ya que [math] x ^ 2 \ geq 0 [/ math]. (Gráfico [matemáticas] f (x) [/ matemáticas] y [matemáticas] f ‘(x) [/ matemáticas]!)
Sin embargo, solo comprobar que la derivada es positiva no funciona si su dominio no es un intervalo. Por ejemplo, considere la función [matemática] f (x): (-1,1) \ cup (2,4) [/ matemática] definida por [matemática] f (x) = x [/ matemática] en [matemática] (-1,1) [/ matemática] y [matemática] f (x) = x – 4 [/ matemática] en [matemática] (2,4) [/ matemática]. La derivada siempre es positiva: [matemática] f ‘(x) = 1 [/ matemática] para [matemática] x [/ matemática] en [matemática] (- 1,1) \ cup (2,4) [/ matemática] . A pesar de esto, [matemática] f (x) [/ matemática] no es una función creciente, ya que [matemática] 0 <3 [/ matemática] pero [matemática] f (0) = 0 [/ matemática] no es menor que [ matemáticas] f (3) = -1 [/ matemáticas]. (Gráfico [matemáticas] f (x) [/ matemáticas] y [matemáticas] f ‘(x) [/ matemáticas]!)
Por el contrario, ¡no todas las funciones de aumento tienen [math] f ‘(x)> 0 [/ math]! Por ejemplo, tome [math] f (x) = x ^ 3 [/ math]. Como [math] x <y [/ math] implica [math] x ^ 3 <y ^ 3 [/ math], [math] f [/ math] es una función creciente, pero su derivada no siempre es positiva. De hecho, [matemáticas] f ‘(0) = 0 [/ matemáticas].
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La situación empeora cuando tiene funciones que realmente no tienen derivadas. Tomemos, por ejemplo, la función [matemáticas] f (n) = n! [/ Matemáticas], definida para los enteros positivos. [math] f (x) [/ math] está aumentando, pero ni siquiera tiene una derivada.