Dominio de una función de raíz cuadrada

Guía paso a paso, interpretaciones gráficas y ejemplos resueltos

El dominio de una función de raíz cuadrada $f(x) = \sqrt{g(x)}$ es el conjunto de todos los valores reales de $x$ para los cuales la expresión $g(x)$ no es negativa ($g(x) \ge 0$). Esto asegura que el resultado sea un número real.

Concepto central

La función $y = \sqrt{x}$ existe solo cuando $x \ge 0$. Como se muestra en el gráfico a continuación, no existen valores reales para la función cuando $x$ es negativo.

Gráfico estándar de raíz cuadrada

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: Radicando lineal

Encuentre el dominio de la función: \[ f(x) = \sqrt{x - 2} \]

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La función toma valores reales si la cantidad bajo el radical satisface la condición:

\[ x - 2 \ge 0 \]

Resolver la desigualdad da:

\[ x \ge 2 \]

Comprobación gráfica: El gráfico "existe" solo para valores de $x$ mayores o iguales a 2.

Gráfico para el ejemplo 1

Ejemplo 2: Radicando con valor absoluto

Encuentre el dominio de la función: \[ f(x) = \sqrt{|x - 1|} \]

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La condición para obtener valores reales es:

\[ |x - 1| \ge 0 \]

Debido a que una expresión de valor absoluto es siempre mayor o igual a cero para todos los números reales, la condición se satisface para cualquier $x$.

Dominio: Todos los números reales $\mathbb{R}$, o $(-\infty, \infty)$.

Gráfico para el ejemplo 2

Ejemplo 3: Radical en el denominador

Encuentre el dominio de la función: \[ f(x) = \dfrac{1}{\sqrt{x + 3}} \]

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Dado que la división por cero no está permitida, el radicando debe ser estrictamente positivo:

\[ x + 3 > 0 \]

Al resolver se obtiene:

\[ x > -3 \]

Comprobación gráfica: El gráfico comienza justo después de $x = -3$ y se extiende hacia la derecha.

Gráfico para el ejemplo 3

Ejemplo 4: Razón de dos radicales

Encuentre el dominio de la función: \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{x + 4}}{\sqrt{x - 2}} \]

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Dos condiciones deben cumplirse simultáneamente:

  1. Numerador: $x + 4 \ge 0 \Rightarrow x \ge -4$
  2. Denominador: $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

El dominio es la intersección de estos conjuntos:

\[ x > 2 \] Gráfico para el ejemplo 4

Ejemplo 5: Radical de una expresión racional

Encuentre el dominio de la función: \[ f(x) = \sqrt{\dfrac{x + 4}{x - 2}} \]

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Condición: \[ \dfrac{x + 4}{x - 2} \ge 0 \]

Los puntos críticos son $x = -4$ y $x = 2$. Probando los intervalos:

  • $(-\infty, -4]$: La expresión es positiva.
  • $(-4, 2)$: La expresión es negativa.
  • $(2, \infty)$: La expresión es positiva.

Dominio: $(-\infty, -4] \cup (2, \infty)$. (Nota: $x=2$ se excluye debido al denominador).

Gráfico para el ejemplo 5

Ejemplo 6: Suma negativa de cuadrados

Encuentre el dominio de la función: \[ f(x) = \sqrt{-x^2 - 4} \]

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Condición: \[ -x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow x^2 + 4 \le 0 \]

Dado que $x^2 + 4$ es siempre al menos 4 para cualquier $x$ real, nunca puede ser menor o igual a 0.

Dominio: Conjunto vacío (no hay soluciones reales).

Ejemplo 7: Intersección de intervalos

Encuentre el dominio de: \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{6 - x}}{\sqrt{x - 2}} \]

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Condiciones:

  • Numerador: $6 - x \ge 0 \Rightarrow x \le 6$
  • Denominador: $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

Intersección: $2 < x \le 6$. En notación de intervalo: $(2, 6]$.

Gráfico para el ejemplo 7

Ejemplo 8: Diferencia cuadrática ($x^2$ positivo)

Encuentre el dominio de: \[ f(x) = \sqrt{x^2 - 4} \]

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Condición: \[ x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow (x - 2)(x + 2) \ge 0 \]

Esta desigualdad se cumple cuando $x$ está fuera de las raíces $-2$ y $2$.

Dominio: $(-\infty, -2] \cup [2, \infty)$.

Gráfico para el ejemplo 8

Ejemplo 9: Diferencia cuadrática ($x^2$ negativo)

Encuentre el dominio de: \[ f(x) = \sqrt{4 - x^2} \]

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Condición: \[ 4 - x^2 \ge 0 \Rightarrow (2 - x)(2 + x) \ge 0 \]

Esta desigualdad se cumple cuando $x$ está entre las raíces $-2$ y $2$.

Dominio: $[-2, 2]$.

Gráfico para el ejemplo 9

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