Si f (x) = {sinx para x = 0, entonces, ¿a cuántos valores de x, f (| x |) no es diferenciable?

[matemática] Encontrar [/ matemática] [matemática] la [/ matemática] [matemática] continuidad [/ matemática] [matemática] de [/ matemática] [matemática] f (| x |) [/ matemática] [matemática] en [ / matemática] [matemática] ciertos [/ matemática] [matemática] puntos [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] una [/ matemática] [matemática] buena [/ matemática] [matemática] manera [/ matemática ] [matemática] a [/ matemática] [matemática] encuentre [/ matemática] [matemática] la [/ matemática] [matemática] diferenciabilidad [/ matemática] [matemática] de [/ matemática] [matemática] f (| x |) [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas] [matemáticas] esos [/ matemáticas] [matemáticas] puntos, [/ matemáticas] [matemáticas] ¿por qué [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas] [matemáticas] porque [ / math] [math] this [/ math] [math]: [/ math] Respuesta de Aryan Arora a ¿Cómo verifico si una función es uniformemente continua sin gráfica?

[matemáticas] Entonces, [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas] [matemáticas] orden [/ matemáticas] [matemáticas] a [/ matemáticas] [matemáticas] encontrar [/ matemáticas] [matemáticas] las [/ matemáticas] [ matemática] puntos [/ matemática] [matemática] donde [/ matemática] [matemática] f (| x |) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] – [matemática] diferenciable, [/ matemáticas] [matemáticas] nosotros [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas] [matemáticas] encontraremos [/ matemáticas] [matemáticas] los [/ matemáticas] [matemáticas] puntos [/ matemáticas] [matemáticas] donde [/ matemática] [matemática] f (| x |) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] – [matemática] continua [/ matemática] [matemática] o [/ matemática] [matemática ] discontinuo, [/ matemáticas]

[matemáticas] esto [/ matemáticas] [matemáticas] es [/ matemáticas] [matemáticas] los criterios [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas] [matemáticas] para [/ matemáticas] [matemáticas] continuidad [/ matemáticas] [matemáticas ] de [/ matemática] [matemática] f (x) [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] punto [/ matemática] [matemática] c [/ matemática] [ matemáticas]: [/ matemáticas] [matemáticas] \ lim_ {x \ to c} f (x) = f (c) [/ matemáticas]

[matemáticas] entonces [/ matemáticas] [matemáticas] vamos a [/ matemáticas] [matemáticas] comenzar [/ matemáticas]

[matemáticas] f (x) = \ begin {cases} sinx & for & {x <0} \\ cosx- | x-1 | & for & x \ geq0 \ end {cases} [/ math]

[matemáticas] => [/ matemáticas] [matemáticas] f (| x |) = \ begin {cases} sin | x | & para & {x <0} \\ cos | x | – || x | -1 | & for & x \ geq0 \ end {cases} [/ math]

[matemáticas] => f (| x |) = \ begin {cases} sinx & for & {x> 0} \\ cosx- | x-1 | & para & x \ geq0 \ end {casos} [/ matemática] [matemática] [[/ matemática] [matemática] \ porque [/ matemática] [matemática] | x | = + x [/ matemáticas] [matemáticas] para [/ matemáticas] [matemáticas] – \ infty <x <+ \ infty [/ matemáticas] [matemáticas]] [/ matemáticas]

[matemáticas] Primero, [/ matemáticas] [matemáticas] nosotros [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas] [matemáticas] probar [/ matemáticas] [matemáticas] la [/ matemáticas] [matemáticas] continuidad [/ matemáticas] [ matemática] de [/ matemática] [matemática] sinx [/ matemática] [matemática] para [/ matemática] [matemática] todo [/ matemática] [matemática] x [/ matemática] [matemática] que [/ matemática] [matemática] inturn [/ math] [math] [/ math] [math] probará [/ math] [math] que [/ math] [math] sinx [/ math] [math] es [/ math] [math] diferenciable [ / matemáticas] [matemáticas] para [/ matemáticas] [matemáticas] todas [/ matemáticas] [matemáticas] x [/ matemáticas] [matemáticas] como [/ matemáticas] [matemáticas] bien [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas ] [matemáticas] f (| x |) [/ matemáticas]

[matemáticas] entonces [/ matemáticas] [matemáticas] vamos a [/ matemáticas] [matemáticas] hacer [/ matemáticas] [matemáticas] eso, [/ matemáticas]

[matemáticas] let [/ matemáticas] [matemáticas] g (x) = senx [/ matemáticas]

[matemática] sinx [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] definida [/ matemática] [matemática] para [/ matemática] [matemática] cada [/ matemática] [matemática] real [/ matemática] [matemática ] número, [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] otras [/ matemática] [matemática] palabras, [/ matemática] [matemática] el dominio [/ matemática] [matemática] [/ matemática] [matemática ] de [/ math] [math] sinx [/ math] [math] es [/ math] [math] \ mathbb {R}, [/ math]

[matemática] entonces [/ matemática] [matemática] let [/ matemática] [matemática] c [/ matemática] [matemática] \ en [/ matemática] [matemática] \ mathbb {R} [/ matemática]

[matemáticas] \ lim_ {x \ to c} g (x) = \ lim_ {x \ to c} sinx [/ matemáticas]

[matemáticas] poner [/ matemáticas] [matemáticas] x = c + h, [/ matemáticas] [matemáticas] como [/ matemáticas] [matemáticas] x → c, [/ matemáticas] [matemáticas] h → 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ lim_ {h \ a 0} sin (c + h) [/ matemáticas]

[math] = \ lim_ {h \ to 0} sinc.cosh + cosc.sinh [/ math]

[math] = \ lim_ {h \ to 0} sinc.cosh + \ lim_ {h \ to 0} cosc.sinh [/ math]

[matemáticas] = sinc.cos0 + cosc.sin0 [/ matemáticas]

[matemáticas] = sinc + 0 = sin c = g (c) [/ matemáticas]

[matemáticas] Dado que, [/ matemáticas] [matemáticas] \ lim_ {x \ to c} g (x) = g (c) = sinc [/ matemáticas] [matemáticas] donde [/ matemáticas] [matemáticas] c [/ matemáticas ] [matemática] \ en [/ matemática] [matemática] \ mathbb {R} [/ matemática]

[matemática] \ por lo tanto [/ matemática] [matemática] g (x) = sin (x) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [ matemática] función [/ matemática] [matemática] para [/ matemática] [matemática] todos [/ matemática] [matemática] x. [/ matemática]

[matemática] Por lo tanto, [/ matemática] [matemática] f (| x |) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] diferenciable [/ matemática] [matemática] para [/ matemática] [matemática] todo [/ matemática] [matemática] x [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] sinx [/ matemática] [matemática] que [/ matemática] [matemática] implica [/ matemática] [matemática] f (| x |) [/ matemática] [matemática] tiene [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] – [matemática] diferenciable [/ matemática] [matemática] puntos [/ matemática] [matemática ] para [/ matemáticas] [matemáticas] todas [/ matemáticas] [matemáticas] x [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas] [matemáticas] senx [/ matemáticas]

[matemáticas] entonces [/ matemáticas] [matemáticas] ahora [/ matemáticas] [matemáticas] nosotros [/ matemáticas] [matemáticas] podemos [/ matemáticas] [matemáticas] intentar [/ matemáticas] [matemáticas] a [/ matemáticas] [matemáticas ] encontrar [/ matemáticas] [matemáticas] los [/ matemáticas] [matemáticas] puntos [/ matemáticas] [matemáticas] de [/ matemáticas] [matemáticas] discontinuidad [/ matemáticas] [matemáticas] para [/ matemáticas] [matemáticas] x [/ matemática] [matemática] \ geq 0 [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] cosx – | x – 1 | [/ matemática]

[matemáticas] let [/ matemáticas] [matemáticas] q (x) = cosx [/ matemáticas]

[matemáticas] let [/ matemáticas] [matemáticas] v (x) = | x-1 | [/ matemáticas]

[matemáticas] let [/ matemáticas] [matemáticas] p (x) = cosx – | x-1 | = q (x) – v (x) [/ matemáticas]

[matemática] si [/ matemática] [matemática] q (x) [/ matemática] [matemática] y [/ matemática] [matemática] v (x) [/ matemática] [matemática] son ​​[/ matemática] [matemática] continua [/ matemáticas] [matemáticas] funciones [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas] [matemáticas] todas [/ matemáticas] [matemáticas] x [/ matemáticas] [matemáticas] por lo tanto [/ matemáticas] [matemáticas] diferenciables [/ matemáticas] [matemáticas] funciones [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas] [matemáticas] todas [/ matemáticas] [matemáticas] x, [/ matemáticas] [matemáticas] y luego [/ matemáticas] [matemáticas] p (x) = q (x) – p (x) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] también [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] función [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] todos [/ matemática] [matemática] x [/ matemática] [matemática] y [/ matemática] [matemática] por lo tanto [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] diferenciable [/ matemática] [matemática] función [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] todos [/ matemática] [matemática] x, [/ matemática] [matemática] y [/ matemática ] [matemática] si [/ matemática] [matemática] p (x) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] y [/ matemática] [matemática] diferenciable [/ matemáticas] [matemáticas] en [/ matemáticas] [matemáticas] todas [/ matemáticas] [matemáticas] x [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas] [matemáticas] significa [/ matemáticas] [matemáticas] cosx – | x- 1 | [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] y [/ matemática] [matemática] diferenciable [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] todo [/ matemática] [matemática] x [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] f (| x |), [/ matemática] [matemática] que [/ matemática] [matemática] sería [/ matemática] [matemáticas] finalmente [/ matemáticas] [matemáticas] probar [/ matemáticas] [matemáticas] que [/ matemáticas] [matemáticas] f (| x |) [/ matemáticas] [matemáticas] [/ matemáticas] [matemáticas] tienen [ / matemática] [matemática] no [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] – [matemática] diferenciable [/ matemática] [matemática] puntos [/ matemática]

[matemáticas] entonces [/ matemáticas] [matemáticas] vamos a [/ matemáticas] [matemáticas] probar [/ matemáticas] [matemáticas] la [/ matemáticas] [matemáticas] continuidad [/ matemáticas] [matemáticas] de [/ matemáticas] [matemáticas ] q (x) = cosx [/ matemáticas] [matemáticas] y [/ matemáticas] [matemáticas] v (x) = | x-1 | [/ matemáticas]

[matemáticas] q (x) = cosx [/ matemáticas] [matemáticas]: – [/ matemáticas]

[matemática] cosx [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] definida [/ matemática] [matemática] para [/ matemática] [matemática] cada [/ matemática] [matemática] real [/ matemática] [matemática ] número, [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] otras [/ matemática] [matemática] palabras, [/ matemática] [matemática] el dominio [/ matemática] [matemática] [/ matemática] [matemática ] de [/ math] [math] cosx [/ math] [math] es [/ math] [math] \ mathbb {R}, [/ math]

[matemática] entonces [/ matemática] [matemática] let [/ matemática] [matemática] c [/ matemática] [matemática] \ en [/ matemática] [matemática] \ mathbb {R} [/ matemática]

[matemáticas] \ lim_ {x \ a c} q (x) = \ lim_ {x \ a c} cosx [/ matemáticas]

[matemáticas] poner [/ matemáticas] [matemáticas] x = c + h, [/ matemáticas] [matemáticas] como [/ matemáticas] [matemáticas] x → c, h → 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ lim_ {h \ a 0} cos (c + h) [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ lim_ {h \ a 0} cosc.cosh – sinc.sinh [/ matemáticas]

[math] = \ lim_ {h \ to 0} cosc.cosh – \ lim_ {h \ to 0} sinc.sinh [/ math]

[matemáticas] = cosc.cos0 – sinc.sin0 [/ matemáticas]

[matemáticas] = cosc ​​+ 0 = cosc ​​= q (c) [/ matemáticas]

[matemática] Desde, [/ matemática] [matemática] \ lim_ {x \ to c} q (x) = q (c) = cosc ​​[/ matemática] [matemática] donde [/ matemática] [matemática] c [/ matemática ] [matemática] \ en [/ matemática] [matemática] \ mathbb {R} [/ matemática]

[matemática] \ por lo tanto [/ matemática] [matemática] q (x) = cosx [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] función [/ math] [math] para [/ math] [math] all [/ math] [math] x. [/ math]

[matemáticas] v (x) = | x-1 | [/ matemáticas] [matemáticas]: – [/ matemáticas]

[matemática] nosotros [/ matemática] [matemática] podemos [/ matemática] [matemática] reescribir [/ matemática] [matemática] v (x) [/ matemática] [matemática] como [/ matemática]

[matemáticas] v (x) = \ begin {cases} -x & for & {x <1} \\ x & for & x \ geq1 \ end {cases} [/ math]

[matemática] deje que [/ matemática] [matemática] c [/ matemática] [matemática] sea [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] real [/ matemática] [matemática] número [/ matemática] [matemática ] tal [/ matemática] [matemática] que [/ matemática] [matemática] c <1, [/ matemática] [matemática] luego [/ matemática] [matemática] v (c) = -c, [/ matemática] [matemática ] También [/ matemáticas]

[matemáticas] \ lim_ {x \ to c} v (x) = \ lim_ {x \ to c} (-x) = -c [/ matemáticas]

[matemática] Desde, [/ matemática] [matemática] \ lim_ {x \ to c} v (x) = v (c) [/ matemática] [matemática] \ por lo tanto [/ matemática] [matemática] v (x) [ / matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] todos [/ matemática] [matemática] negativa [/ matemática] [matemática] real [/ matemática ] [matemáticas] números [/ matemáticas]

[matemática] Ahora, [/ matemática] [matemática] deje que [/ matemática] [matemática] c [/ matemática] [matemática] sea [/ matemática] [matemática] a [/ matemática] [matemática] real [/ matemática] [ matemática] número [/ matemática] [matemática] tal [/ matemática] [matemática] que [/ matemática] [matemática] c \ geq 1, [/ matemática] [matemática] luego [/ matemática] [matemática] v (c) = c, [/ matemáticas] [matemáticas] También [/ matemáticas]

[matemáticas] \ lim_ {x \ to c} v (x) = \ lim_ {x \ to c} (x) = c [/ matemáticas]

[matemática] Desde, [/ matemática] [matemática] \ lim_ {x \ to c} v (x) = v (c) [/ matemática] [matemática] \ por lo tanto [/ matemática] [matemática] v (x) [ / matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] todos [/ matemática] [matemática] positiva [/ matemática] [matemática] real [/ matemática ] [matemáticas] números [/ matemáticas]

[matemática] \ porque [/ matemática] [matemática] v (x) [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] en [/ matemática] [matemática] todo [/ matemática] [matemática] negativa [/ matemática] [matemática] real [/ matemática] [matemática] números [/ matemática] [matemática] y [/ matemática] [matemática] positiva [/ matemática] [matemática] real [/ matemática] [matemáticas] números [/ matemáticas]

[matemática] \ por lo tanto [/ matemática] [matemática] v (x) = | x-1 | [/ matemática] [matemática] es [/ matemática] [matemática] continua [/ matemática] [matemática] para [/ matemática] [matemáticas] todas [/ matemáticas] [matemáticas] x. [/ matemáticas]


[matemáticas] Por lo tanto, [/ matemáticas] [matemáticas] nosotros [/ matemáticas] [matemáticas] probamos [/ matemáticas] [matemáticas] que [/ matemáticas] [matemáticas] f (| x |) [/ matemáticas] [matemáticas] tiene [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] [matemática] no [/ matemática] – [matemática] diferenciable [/ matemática] [matemática] puntos [/ matemática]

f (x) = sinx para x <0 y cosx- | x-1 | para x> = 0

entonces (ruptura del módulo por simplicidad)

f (x) = sinx para x <0, cosx- (x-1) para x> = 1 y cosx- (1-x) para x <1

lo que significa

f (x) = sinx para x <0, cosx + x-1 para x <1 y cosx-x + 1 para x> = 1

Ahora (simplemente reemplazando x por | x |)

f (| x |) = sin | x | para | x | <0 (imposible como para cualquier x, | x |> = 0, por lo que se descuida en otros cálculos), cos | x | + | x | -1 para | x | <1 y cos | x | - | x | +1 para | x |> = 1

De nuevo rompiendo el módulo,

f (| x |) = cosx + x + 1, x <= - 1

cosx-x-1, -1

cosx + x-1,0

cosx-x + 1 x> = 1

Finalmente

xf (| x |) = xcosx + x ^ 2 + x, x <= - 1

xcosx-x ^ 2-x, -1

xcosx + x ^ 2-x, 0

xcosx-x ^ 2 + x, x> = 1

Ahora verifique la diferenciabilidad en 0,1, -1