Matemáticas IIFácil2 pts

Límites y continuidad

Castilla y León · 2023 · Julio
Enunciado
Seaf(x)={12−xsi x<1ln⁡(x)si x≥1f(x) = \left\{\begin{array}{ll} \dfrac{1}{2 - x} & \text{si } x < 1 \\ \ln(x) & \text{si } x \geq 1 \end{array}\right.a) (1 punto) Estudiar su continuidad y derivabilidad en x=1x = 1.

b) (1 punto) Estudiar sus asíntotas verticales y horizontales.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) En x=1: discontinuidad de salto finito (lıˊmites 1 y 0), luego no es derivable\boxed{\text{a) En } x = 1 \text{: discontinuidad de salto finito (límites } 1 \text{ y } 0\text{), luego no es derivable}}b) Sin asıˊntotas verticales; y=0 horizontal solo en −∞\boxed{\text{b) Sin asíntotas verticales; } y = 0 \text{ horizontal solo en } -\infty}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

En a) comparamos los límites laterales en x=1x = 1 con f(1)f(1). Si no coinciden, la función no es continua y, por tanto, tampoco derivable (derivable implica continua).

En b) las asíntotas verticales solo pueden aparecer donde la función «explota»: el denominador de 12−x\frac{1}{2-x} se anula en x=2x = 2, pero ese trozo solo vale para x<1x < 1, y ln⁡x\ln x solo diverge en x=0x = 0, fuera de su trozo. Las horizontales se buscan con los límites en −∞-\infty (primer trozo) y en +∞+\infty (segundo trozo).
2

Desarrollo

a) El valor y los límites laterales en x=1x = 1:f(1)=ln⁡1=0,lim⁡x→1−12−x=11=1,lim⁡x→1+ln⁡x=ln⁡1=0f(1) = \ln 1 = 0, \qquad \lim_{x \to 1^-} \frac{1}{2 - x} = \frac{1}{1} = 1, \qquad \lim_{x \to 1^+} \ln x = \ln 1 = 0Los límites laterales existen y son finitos pero distintos (1≠01 \neq 0): ff no es continua en x=1x = 1; tiene una discontinuidad de salto finito (de salto 1).

Como toda función derivable en un punto es continua en él, ff no es derivable en x=1x = 1.

(Si se derivara a trozos, saldría f′(1−)=1(2−1)2=1f'(1^-) = \frac{1}{(2-1)^2} = 1 y f′(1+)=11=1f'(1^+) = \frac{1}{1} = 1: coinciden, pero eso no basta, porque la función no es continua.)

b) Asíntotas verticales. El dominio es todo R\mathbb{R}: para x<1x < 1 el denominador 2−x>12 - x > 1 nunca se anula, y para x≥1x \geq 1 el logaritmo está definido. Cada trozo es continuo en su intervalo, y en x=1x = 1 los límites laterales son finitos (11 y 00). Así que no hay ningún punto donde la función tienda a ±∞\pm\infty: no tiene asíntotas verticales. (La recta x=2x = 2, que anula el denominador del primer trozo, no cuenta: ese trozo solo se usa para x<1x < 1.)

Asíntotas horizontales.lim⁡x→−∞f(x)=lim⁡x→−∞12−x=0⟹y=0 es asıˊntota horizontal por la izquierda\lim_{x \to -\infty} f(x) = \lim_{x \to -\infty} \frac{1}{2 - x} = 0 \quad\Longrightarrow\quad y = 0 \ \text{es asíntota horizontal por la izquierda}Además, para x<1x < 1 es 12−x>0\frac{1}{2 - x} > 0, así que la gráfica se acerca a y=0y = 0 por encima.lim⁡x→+∞f(x)=lim⁡x→+∞ln⁡x=+∞⟹no hay asıˊntota horizontal por la derecha\lim_{x \to +\infty} f(x) = \lim_{x \to +\infty} \ln x = +\infty \quad\Longrightarrow\quad \text{no hay asíntota horizontal por la derecha}
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

En una función a trozos, las asíntotas verticales «candidatas» solo valen si están dentro del intervalo donde se usa ese trozo: aquí x=2x = 2 anula un denominador, pero ese trozo vive en x<1x < 1.

Para negar la derivabilidad basta con la falta de continuidad: no calcules derivadas laterales para concluir que es derivable porque coinciden.
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 →