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Ejercicios de Cálculo
← 5.2 Concavidad y comportamiento gráfico

Cuando la prueba de la segunda derivada no decide

Tema
5. Aplicaciones de la derivada › 5.2 Concavidad y comportamiento gráfico
Dificultad
Intermedio
Método
Prueba de la primera derivada como alternativa

Sea f(x)=x4f(x) = x^4. Muestra que la prueba de la segunda derivada no decide en x=0x = 0 y clasifica ese punto crítico por otro método.

Ver solución
  1. f′(x)=4x3f'(x) = 4x^3, que se anula en x=0x = 0. Además f′′(x)=12x2f''(x) = 12x^2, así que f′′(0)=0f''(0) = 0.
  2. Si f′′(c)=0f''(c) = 0, la prueba de la segunda derivada no concluye: el punto puede ser máximo, mínimo o ninguno.
  3. Usamos la primera derivada: f′(x)=4x3f'(x) = 4x^3 es negativa para x<0x < 0 y positiva para x>0x > 0.
  4. f′f' pasa de negativa a positiva: hay un mínimo local (de hecho absoluto) en x=0x = 0, con f(0)=0f(0) = 0. En cambio, g(x)=x3g(x) = x^3 también cumple g′(0)=g′′(0)=0g'(0) = g''(0) = 0 y no tiene extremo allí.

Resultado final: f′′(0)=0f''(0) = 0 no permite decidir; por la primera derivada, x=0x = 0 es un mínimo de x4x^4.