Matemáticas IIFácil2 pts

Límites y continuidad

También trata: Derivadas y aplicaciones
Extremadura · 2020 · Junio
Enunciado
Considere la función f(x)f(x), donde a∈Ra \in \mathbb{R}, dada porf(x)={1−exxsi x≠0asi x=0f(x) = \left\{\begin{array}{ll} \dfrac{1 - e^x}{x} & \text{si } x \neq 0 \\ a & \text{si } x = 0 \end{array}\right.a) (1 punto) Calcule el valor de aa para que la función sea continua.

b) (1 punto) Calcule la ecuación de la recta tangente en x=1x = 1.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) a=−1\boxed{\text{a)}\ a = -1}b) y=−x+2−e\boxed{\text{b)}\ y = -x + 2 - e}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Para x≠0x \neq 0 la función es un cociente de funciones continuas con denominador no nulo, así que el único punto dudoso es x=0x = 0. Será continua si lim⁡x→0f(x)=f(0)=a\lim_{x \to 0} f(x) = f(0) = a; el límite es una indeterminación 00\frac{0}{0} que resolvemos con la regla de L'Hôpital.

En b), cerca de x=1x = 1 la función es 1−exx\frac{1 - e^x}{x}: derivamos con la regla del cociente y usamos y−f(1)=f′(1) (x−1)y - f(1) = f'(1)\,(x - 1).
2

Desarrollo

a) Si x≠0x \neq 0, f(x)=1−exxf(x) = \frac{1 - e^x}{x} es continua (cociente de funciones continuas con denominador distinto de cero). Estudiamos x=0x = 0:lim⁡x→01−exx=1−10=[00]\lim_{x \to 0} \frac{1 - e^x}{x} = \frac{1 - 1}{0} = \left[\frac{0}{0}\right]Numerador y denominador son derivables y se anulan en 00, así que aplicamos la regla de L'Hôpital:lim⁡x→01−exx=lim⁡x→0−ex1=−e0=−1\lim_{x \to 0} \frac{1 - e^x}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{-e^x}{1} = -e^0 = -1Para que ff sea continua en x=0x = 0 tiene que cumplirse lim⁡x→0f(x)=f(0)\lim_{x \to 0} f(x) = f(0), es decir:a=−1a = -1Con ese valor la función es continua en todo R\mathbb{R}.

b) En un entorno de x=1x = 1 la función es f(x)=1−exxf(x) = \frac{1 - e^x}{x}. Su valor en el punto:f(1)=1−e1=1−ef(1) = \frac{1 - e}{1} = 1 - eDerivamos con la regla del cociente (para x≠0x \neq 0):f′(x)=(−ex)⋅x−(1−ex)⋅1x2=ex−x ex−1x2f'(x) = \frac{(-e^x)\cdot x - (1 - e^x)\cdot 1}{x^2} = \frac{e^x - x\,e^x - 1}{x^2}f′(1)=e−e−11=−1f'(1) = \frac{e - e - 1}{1} = -1Recta tangente en x=1x = 1:y−(1−e)=−1⋅(x−1)⟹y=−x+2−ey - (1 - e) = -1\cdot(x - 1) \quad\Longrightarrow\quad y = -x + 2 - eComprobación. En x=1x = 1 la recta da y=−1+2−e=1−e=f(1)y = -1 + 2 - e = 1 - e = f(1) ✓, y su pendiente es −1=f′(1)-1 = f'(1). Aproximadamente, y≈−x−0,718y \approx -x - 0{,}718.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

Antes de aplicar L'Hôpital escribe que el límite es del tipo 00\frac{0}{0}: sin la indeterminación la regla no se puede usar, y la corrección lo tiene en cuenta.

En b) el valor de aa no interviene: x=1x = 1 está lejos del 0 y ahí manda la expresión 1−exx\frac{1 - e^x}{x}. Cuidado con el signo del numerador al derivar el cociente.
Paso 1 de 3
¿Has terminado el problema?
¿Te atascas?Manda tu duda a tu profesor o al equipo, o pregunta a otros estudiantes en la comunidad.
Sigue practicandoApuntes y todos los problemas de Análisis →