Saltar al contenido
El bit perdido
Newsletter

La derivada como límite: de la secante a la tangente

Acerca h a cero y mira cómo la pendiente de la secante se convierte en la derivada.

Cargando la gráfica…

Gráfica de la función con su recta tangente Puedes mover la gráfica con las flechas del teclado y ampliar con + y −.

Arrastra el punto rojo sobre la curva y el punto negro para cambiar h.

x_0 = 1, \quad f(x_0) = \text{no existe}

m = f'(x_0) = \text{no existe}

La pendiente de una secante

Dos puntos de una curva, de abscisas x₀ y x₀ + h, determinan una recta secante. Su pendiente es el cociente incremental [f(x₀ + h) − f(x₀)]/h. Para f(x) = x² en x₀ = 1 sale [(1 + h)² − 1]/h = 2 + h. Con h = 1 la pendiente es 3, con h = 0,1 es 2,1 y con h = 0,01 es 2,01.

De la secante a la tangente

Al acercar el segundo punto al primero, h se hace pequeño y la secante gira hasta pegarse a la curva: es la recta tangente. Su pendiente es el límite de las pendientes de las secantes: f′(x₀) = límh→0 [f(x₀ + h) − f(x₀)]/h. En el ejemplo, ese límite es 2, así que la tangente a x² en x₀ = 1 tiene pendiente 2 (y = 2x − 1).

Cómo usar la gráfica

Pulsa «Acercar h a 0» y mira cómo la recta negra (secante) se aproxima a la roja (tangente), y cómo la diferencia entre sus pendientes se hace cada vez más pequeña. Arrastra el punto rojo para cambiar x₀ y activa «Dibujar f′(x)» para ver la derivada como función. También puedes escribir otra función, como sen(x) o x^3 − 3x.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la derivada como límite?

La derivada de f en x₀ es el límite del cociente incremental [f(x₀ + h) − f(x₀)]/h cuando h tiende a 0. Ese cociente es la pendiente de la recta secante que pasa por los puntos de abscisas x₀ y x₀ + h; en el límite, la secante se convierte en la recta tangente.

¿Por qué no se puede poner h = 0 directamente?

Porque con h = 0 el cociente queda 0/0, que no tiene sentido. Lo que se hace es acercarse a 0 sin llegar: se estudia a qué valor se aproxima el cociente cuando h es cada vez más pequeño. Por eso hay un límite.

¿Qué pasa si h es negativo?

Es lo mismo, pero el segundo punto queda a la izquierda de x₀. Si la función es derivable en x₀, el cociente se acerca al mismo número tanto con h positivo como con h negativo.

¿Cuándo una función no tiene derivada en un punto?

Cuando los cocientes incrementales no se acercan a un único número. Ocurre en los picos (como |x| en 0, donde la pendiente es −1 por un lado y 1 por el otro), en los saltos y cuando la tangente es vertical. Pruébalo escribiendo |x| en la función y poniendo x₀ = 0.

¿Qué significa dibujar f′(x)?

La gráfica de f′ muestra en cada abscisa la pendiente de la tangente a f. Donde f crece, f′ es positiva; donde f decrece, f′ es negativa; y en los máximos y mínimos, f′ vale cero.

Otras herramientas