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viernes, 31 de marzo de 2023

Raíces de una función con términos radicales

Nos proponemos en este ejercicio encontrar las raíces de la función real de una variable real f(x)=x-\sqrt{-4x-3}

El dominio de definición de la función viene dado por la condición -4x-3\ge 0 (el argumento de la raíz cuadrada no puede ser un número negativo), con lo cual, 4x \le 3 y por tanto x \le \dfrac{3}{4}.

Impongamos la condición necesaria para que un cierto valor del dominio de definición de la función sea raíz de la misma: f(x)=0. Entonces, x-\sqrt{-4x-3}=0 \quad (1) y por tanto x=\sqrt{-4x-3}. Elevando al cuadrado ambos miembros de la igualdad se llega a la ecuación algebraica x^2=-4x-3, esto es, x^2+4x+3=0 y, por tanto, x=\dfrac{-4\pm \sqrt{4^3-4\cdot 3\cdot 1}}{2\cdot 1}=\left\{\begin{matrix}-3 \\ -1\end{matrix}\right.. Si bien estos valores constituyen la solución de la ecuación algebraica a la que hemos llegado, transformando la original; y, también, forman parte del dominio de definición de la función f(x) (ambos valores son menores que \dfrac{3}{4}), deberemos ver, no obstante, si son, también, solución de la ecuación original (1).

Veamos si -1 es solución de (1). Para ello sustituimos en el segundo miembro, y vemos que \sqrt{-4\cdot (-1) -3}=\sqrt{1}=1, que no es igual al valor del primer miembro, que es -1 (al sustituir x por -1); así pues, -1 no es solución de (1) y por tanto no es una raíz de f(x).

Examinemos ahora si -3 es solucioón de (1), procediendo de igual manera: el valor del segundo miembro de (1) es \sqrt{-4\cdot (-3) -3}=\sqrt{9}=3, mientras que el valor numérico del primer miembro para x=-3 da un valor distinto, -3. Ocurre pues lo mismo que con -1: tampoco -3 es solución de (1), luego -3 no es una raíz de f(x). En definitiva, la función f(x) no tiene raíces en el conjunto de los números reales (no hay contacto del trazo de la función con el eje de abscisas).\diamond

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