Ejercicios — Capítulo 19

Fecha de última modificación

11 de octubre de 2026

Índice del libro · Capítulo 19 · Ejercicios · Soluciones

Las soluciones completas se encuentran en ANM-C19_SOLUCIONES.md. Declara intervalo, continuidad de bordes y derivabilidad interior. Verifica cada segmento y división; distingue punto existencial de punto predeterminado, desigualdad débil de estricta y existencia de raíz de unicidad. No uses convexidad, segunda derivada, Taylor, integrales o L’Hôpital; no presupongas continuidad de f′.

19.1. Signos en un mínimo

Prueba Fermat para un mínimo interior usando signos de secantes y dos casos para el signo de la derivada.

19.2. El borde no es un centro interior

Analiza los extremos y derivadas relativas de \(f(x)=x\) sobre \([0,1]\). Explica por qué no contradicen Fermat.

19.3. Una esquina y un punto estacionario

Compara \(|x|\), \(x^2\) y \(x^3\) en cero: extremo local, derivabilidad y suficiencia de pendiente nula.

19.4. Dos lados sin un intervalo completo

Prueba que en Fermat puede reemplazarse interioridad por acumulación a ambos lados, manteniendo extremo local y derivada relativa existentes.

19.5. Transformar el máximo

Deduce Fermat para un máximo a partir del caso mínimo y verifica las condiciones de la función auxiliar.

19.6. Localizar un extremo interior

Si una continua en \([a,b]\) tiene bordes iguales \(k\) y algún valor distinto, prueba que alcanza un extremo global interior.

19.7. Una parábola que vuelve al borde

Aplica Rolle a \(f(x)=x(1-x)\) en \([0,1]\). Halla todos los puntos de derivada cero y comprueba si son ceros de la función.

19.8. Perder continuidad en un borde

Para \(u(x)=x\) si \(0\le x<1\) y \(u(1)=0\), audita Rolle en \([0,1]\) y prueba que la continuidad interior no basta.

19.9. Omitir la derivabilidad

Analiza Rolle para \(|x-1/2|\) en \([0,1]\) y contrasta con eliminar igualdad de borde en la identidad.

19.10. Muchos puntos posibles

Explica por qué Rolle no da unicidad ni una selección simultánea. Trata una función constante y el segmento degenerado.

19.11. Construir el residuo de la secante

Construye la función auxiliar de Lagrange y verifica todas las hipótesis de Rolle antes de aplicarlo.

19.12. Tangente paralela en el cuadrado

Halla el punto de Lagrange para \(x^2\) en \([1,3]\) y calcula la función auxiliar que resta la secante.

19.13. El punto medio no es universal

Una aplicación de Lagrange al cubo en \([0,1]\) usa automáticamente \(c=1/2\). Corrígela y explica el origen del error.

19.14. Restringir sin llenar un hueco

Explica qué se necesita para aplicar Lagrange a \(f:D\to\mathbb R\) entre \(u<v\). Usa un dominio de dos piezas para refutar que basten los extremos.

19.15. Igualdad sin continuidad de derivada

Explica si Lagrange se aplica a la función de bultos de C18 en un segmento cerrado que cruce cero, aunque su derivada sea discontinua allí.

19.16. Del signo a cada par

Prueba que \(f\prime\ge0\) en el interior de un intervalo, con continuidad de \(f\) y derivabilidad interior, implica que \(f\) es no decreciente.

19.17. Crecimiento estricto con una derivada nula

Prueba que el cubo es estrictamente creciente y tiene derivada nula en cero. ¿Qué recíproca se refuta?

19.18. Derivadas iguales, valores fijados

Sean f,g continuas en un intervalo y derivables en su interior, con derivadas iguales. Prueba que su diferencia es constante y determina qué ocurre si coinciden en un punto.

19.19. Constantes distintas en un dominio roto

Construye una función con derivada relativa cero en todos los puntos de \([0,1]\cup[2,3]\) que no sea constante. Revisa también los bordes.

19.20. Signo de una derivada existente

Si una función es no decreciente y tiene derivada en un punto interior a su intervalo, prueba que esa derivada es no negativa sin aplicar Lagrange.

19.21. Dos cotas de incrementos

Deriva las cotas \(m(y-x)\le f(y)-f(x)\le M(y-x)\) desde cotas de derivada en un intervalo. Indica cómo tratar pares no ordenados para una cota absoluta.

19.22. Cubo y radio común

Da una constante Lipschitz y un radio uniforme para \(x^3\) en \([-2,2]\) usando la derivada.

19.23. Una frontera rompe el certificado

Para la función de E008, prueba que la derivada interior acotada por uno no da ninguna cota Lipschitz finita en todo \([0,1]\).

19.24. La raíz lejos de cero

Da una constante Lipschitz para la raíz en \([1/4,4]\) y explica por qué no puede extenderse una cota finita a \([0,1]\).

19.25. Una pendiente cercana en todos los centros

Si \(|f\prime(t)-A|\le\eta\) en el interior de un segmento con centro a y extremo x, prueba error de modelo a lo sumo \(\eta|x-a|\). ¿Qué dato no basta?

19.26. Productos cruzados antes de cocientes

Construye la auxiliar de Cauchy y prueba la forma sin divisiones del valor medio.

19.27. Tres puntos diferentes

Para \(f=x^2,g=x^3\) en \([0,1]\), compara sus dos puntos de Lagrange con el punto de Cauchy.

19.28. Legitimar ambas divisiones

Bajo \(g\prime(t)\ne0\) en todo \((a,b)\), prueba que la forma de cocientes de Cauchy está definida.

19.29. Un incremento nulo

Aplica la forma cruzada a \(f(x)=x\), \(g(x)=x(1-x)\) en \([0,1]\). Localiza el punto y explica por qué la razón de incrementos no está definida.

19.30. Un testigo donde no se puede dividir

Para \(f=g=x^3\) en \([-1,1]\), explica por qué \(\Delta g\ne0\) no autoriza dividir la identidad de Cauchy en cualquier punto que la satisfaga.

19.31. Excluir los bordes de un mínimo

Si \(H\prime(u)<0<H\prime(v)\) y H es derivable en un intervalo abierto que contiene \([u,v]\), prueba que alcanza un mínimo interior en ese segmento.

19.32. Una derivada intermedia sin suponer continuidad

Prueba Darboux para \(f\prime(u)<\lambda<f\prime(v)\) y explica cómo tratar el orden opuesto.

19.33. Continuidad y ausencia de saltos

Usa la familia de bultos de C18 para distinguir continuidad de derivada y propiedad de Darboux. Explica qué valores deben aparecer entre cero y cada \(x_n\).

19.34. Una derivada sin ceros tiene un signo

Prueba que una derivada no nula en un intervalo abierto tiene signo constante, sin asumir continuidad de esa derivada.

19.35. Un escalón no puede ser una derivada

En \((-1,1)\), sea h menos uno para \(x<0\) y uno para \(x\ge0\). Prueba que no existe una función derivable en todo ese intervalo con derivada h.

19.36. Inyectividad desde Rolle

Prueba inyectividad de una función continua y derivable interiormente en un intervalo si su derivada nunca se anula. Trata la diferencia entre igualdad de valores y cero de la función.

19.37. Contar ceros por segmentos vecinos

Si \(f'\) tiene a lo sumo k ceros en el interior de un intervalo, prueba que f tiene a lo sumo k+1 ceros distintos bajo las hipótesis de R8.

19.38. Existencia, unicidad y primera horquilla

Para \(p(x)=x^3+x-1\) en \([0,1]\), prueba existencia y unicidad de un cero y enciérralo entre \(1/2\) y \(3/4\).

19.39. Un máximo de tres ceros que se alcanza

Usa la derivada de \(q(x)=x^3-3x\) para acotar sus ceros y comprueba cuántos tiene. ¿Dos ceros de \(f'\) garantizan tres de f?

19.40. Residuo convertido en distancia

Para la raíz única r de E038 y el aproximante \(x=2/3\), demuestra las cotas racionales \(16/1161\le r-x\le4/189\).

Índice del libro · Capítulo 19 · Ejercicios · Soluciones

Reutilización

GFDL-1.3-or-later