Punto singular

Un punto singular de una función es un punto donde la función es continua pero la derivada en dicho punto es discontinua[1][2]​ (más exactamente tiene una discontinuidad no evitable de primera especie).

  1. lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)} , función continua.
  2. lim x a d y d x lim x a + d y d x {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}\neq \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}} , no derivable.

Los puntos singulares son los únicos puntos en donde una función es continua, pero no puede trazarse una recta tangente a la función en dicho punto.

En un punto singular, esto no se cumple, las derivadas no laterales forman un ángulo no llano lo que le da el nombre a este tipo de punto, también se denominan puntos angulosos. Además, como consecuencia, no existe la normal en este punto. Además existen funciones tales que todos sus puntos son angulosos, o más exactamente donde no existe la derivada en ningún punto a pesar de que su grafo es una curva continua, uno de los primeros ejemplos de este tipo de funciones lo constituyó la función de Weierstrass:

f ( x ) = n = 0 a n cos ( b n π x ) , {\displaystyle f(x)=\sum _{n=0}^{\infty }a^{n}\cos(b^{n}\pi x),}

siendo los números reales a y b tales que:

a b > 1 + 3 2 π . {\displaystyle ab>1+{\frac {3}{2}}\pi .}

Ejemplos

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}=-\infty }
Función creciente para x < a.
Función decreciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función convexa.
Para x = a máximo relativo.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x < 0 {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}<0}
Función creciente para x < a.
Función decreciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función cóncava.
Para x = a máximo relativo.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x < 0 {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}<0}
Función creciente para x < a.
Función decreciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función cóncava..
Para x = a máximo relativo.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x = 0 {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}=0}
Función creciente para x < a.
Función decreciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función cóncava..
Para x = a máximo relativo.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x = 0 {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}=0}
Función creciente para x < a.
Función creciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función convexa.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x > 0 {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}>0}
Función creciente para x < a.
Función creciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función cóncava.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x > 0 {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}>0}
Función creciente para x < a.
Función creciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función convexa.

Función continua y no derivable en a
lim x a f ( x ) = f ( a ) {\displaystyle \lim _{x\to a}f(x)=f(a)}
lim x a d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{-}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
lim x a + d y d x = {\displaystyle \lim _{x\to a^{+}}{\cfrac {dy}{dx}}=\infty }
Función creciente para x < a.
Función creciente para x > a.
Para x < a es Función convexa.
Para x > a es Función cóncava.
Para x = a es Punto de inflexión.

Véase también

Notas y referencias

  1. García Pineda, Pilar; Núñez del Prado, José Antonio; Sebastián Gómez, Alberto (2007). «6.3». Iniciación a la matemática universitaria (1 edición). Editorial Paraninfo. p. 141. ISBN 978-84-9732-479-3. 
  2. Diccionario de ciencias (1 edición). Editorial Complutense. 2000. p. 564. ISBN 84-89784-80-9. 

Bibliografía

  1. Barrios García, Javier A; Carrillo Fernández, Marianela (2005). Análisis de funciones en economía y empresa. Díaz de Santos. p. 80. ISBN 84-7978-660-4. 
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