Introducción a límite
1) Considera la función f(x) = x2 + 1
para contestar las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es el valor de la función si x = -2?
b) ¿Cuál es el valor de la función si x = 3?
c) Construye la gráfica de la función.
d) ¿Cuál es el dominio y el recorrido de la función?
e) ¿Qué tipo de gráfica representa la función?
2) El propósito de este ejemplo es observar el comportamiento de la
función
f(x) = x2 + 1 para valores cercanos a un valor c.
Esto es, ¿están los valores de f(x)
cerca de algún valor en particular cuando x se aproxima a un número?
¿Cuál es ese valor? Utiliza la función dada para contestar las
preguntas a continuación.
a) ¿A qué valor se acercan los valores de f(x) mientras x se aproxima
a 3 por la izquierda? (Completa la tabla y observa los valores de f(x) para
contestar.)
x
|
f(x)
|
2.9 |
|
2.99 |
|
2.999 |
|
2.9999 |
|
b) ¿A qué valor se acercan los valores de f(x) mientras x se aproxima a 3 por la derecha? (Completa la tabla y observa los valores de f(x) para contestar.)
x
|
f(x)
|
3.1 |
|
3.01 |
|
3.001 |
|
3.001 |
|
c) ¿Cómo comparas el valor a
que se acercan los valores de f(x) mientras x se aproxima a 3 por la izquierda y
el valor a que se acercan los valores de f(x) mientras x se aproxima a 3 por la
derecha? (Observa las respuestas obtenidas en las preguntas a y b)
d) ¿Cómo comparas el valor de la función cuando
x = 3 con el valor a que se acercan los valores de la función cuando x se
aproxima a 3 por la izquierda y por la derecha?
Límites
Sea f una función. Estamos interesados en el
valor de la función f(x) cuando x se aproxima a un valor c, pero
no es necesariamente igual a c. Esto es, ¿según x se aproxima más y
más a c (pero x no es igual a c) se acerca f(x) más y más
a un valor L? Si la respuesta es si, decimos que "f(x) tiende a L según x
se aproxima a c", y se representa en forma simbólica de la forma:
Una función no puede tender a dos límites distintos a la vez. Esto es, si el límite de una función existe, es único.
Teorema: El límite,
Propiedades de límites: Sean n un entero positivo, k una constante y f,g funciones que tengan límites en c. Entonces:
Ejemplos para discusión: Para hallar el límite observando tabla de valores y la gráfica en cada una de las siguientes funciones.
1) Sea f(x) = x2 + 1. ¿A qué valor en particular se acercan los valores de la función cuando x se aproxima a 3 por la izquierda y por la derecha?
Simbólicamente, se escribe:
Nota:
En este ejemplo se puede observar que el valor de la función cuando x = 3 es
igual al valor del límite. Esta propiedad la tienen las funciones polinómicas, esto es, el límite cuando x se aproxima o
tiende a c se puede calcular sustituyendo c por x en el
polinomio. Esto es, para cualquier
polinomio p(x) y cualquier número real c
tenemos que:
2) Sea: |
|
El dominio de f contiene a todos los números reales
excepto 1. Nota que no nos interesa hallar el valor de f(x) en 1, puesto que la
función no está definida para ese valor. Lo que se busca es el valor al que se
aproxima f(x) cuando x se aproxima a 1. ¿Cuál es el límite de f(x) cuando x se
aproxima a 1?
Es importante entender que el límite L de f(x)
cuando x se aproxima o tiende a c no depende del valor de f(x) en x = c.
El límite está determinado sólo por los valores de f(x) cuando x está cerca de c.
3) Sea
4) Considera |
|
Ejemplos para discusión: Calcula el límite mediante proceso algebraico.
4) |
|
Límites infinitos
Considera la función: |
|
Completa la siguiente tabla de valores para cuando x
se acerca a cero por la derecha:
x
|
1000
|
100
|
10
|
0.1
|
0.01
|
0.001
|
|
|
|
|
|
|
|
¿Qué ocurre con los valores de f(x) cuando x se
aproxima a cero por la derecha? ¿Se
acercan los valores de f(x) a un valor en particular?
Completa la siguiente tabla de valores para cuando x
se acerca a cero por la izquierda:
x
|
-1000
|
-100
|
-10
|
-0.1
|
-0.01
|
-0.001
|
|
|
|
|
|
|
|
¿Qué ocurre con los valores de f(x) cuando x se
aproxima a cero por la izquierda? ¿Se acercan
los valores de f(x) a un valor en particular?
Observamos que cuando x tiende a cero por la
derecha, los valores de la función que son positivos, se convierten
arbitrariamente grande. Es decir, los valores de la función aumentan. Mientras que, cuando x tiende a cero por la
izquierda, los valores de la función son negativos, se convierten
arbitrariamente menores. Es decir, los valores
de la función disminuyen. Gráficamente en ambos casos, f(x) crece o
decrece sin tope, sin fronteras, como se ilustra a continuación:
Nota:
El símbolo de infinito no significa que el límite existe, no representa un
número real. Por el contrario, nos dice que el límite no existe. Simboliza el
comportamiento no acotado (sin fronteras) de f(x) cuando x tiende a c.
De manera que, al decir que "el límite de f(x) cuando x tiende a c
es infinito" estamos diciendo que el límite no existe.
Los tipos de límites en los que f(x) crece o decrece sin cota (es decir, sin frontera) cuando x tiende a c se llaman límites infinitos.
Considera la función: |
|
¿Cómo es el comportamiento de la función cuando x se aproxima a cero por la izquierda y por la derecha de cero?
Por tanto, |
|
Asíntotas Verticales:
Si:
|
|
es tal que f(c) no es igual a cero y g(c) = 0, y
tanto f como g son funciones continuas en un intervalo abierto
que contiene a c, la gráfica de esta función tiene una asíntota
vertical.
Ejemplo: Dibuja la gráfica de f que satisfaga las
siguientes condiciones:Límites en el infinito
Los tipos de límites en los que f(x) tiende a algún valor finito cuando x se hace infinito se conocen como límites en el infinito.
Ejemplo: Considera la función:
Completa la siguiente tabla de valores según x
aumenta indefinidamente.
x
|
1
|
2
|
10
|
100
|
1000
|
10000
|
|
|
|
|
|
|
|
Observa que al completar la tabla, los valores de la
función f(x) se aproximan a cero según x aumenta
indefinidamente. Esto se representa simbólicamente
como: |
|
x
|
-1
|
-2
|
-10
|
-100
|
-1000
|
-10000
|
|
|
|
|
|
|
|
como: |
|
representan los límites en el infinito. En
ambos casos, la recta y = L se conoce como la asíntota horizontal.
En el ejemplo anterior como:
Nota:
La gráfica de una función de x puede tener a lo sumo
dos asíntotas horizontales. Los límites
en el infinito comparten muchas propiedades de los límites discutidos
anteriormente.
Teorema: Si r es un número positivo y c un número real cualquiera, entonces :
.
Además, si xr está definido para
x<0, entonces:
.
Ejemplos
para discusión: Halla:Asíntotas verticales y horizontales:
Teorema: Si: |
|
i) la recta x = c es una asíntota vertical si g(c) = 0.
ii) la recta y = 0 es una asíntota horizontal si el grado de f(x) (en el numerador) es menor que el grado de g(x) (el denominador).
es
una asíntota horizontal si el grado de f(x) es el mismo grado de g(x), y,
f(x) = anxn
+ an-1xn-1 + ...a1x1 + a0, g(x)
= bnxn + bn-1x n-1
+ ... + b1x1 + b0.
Ejemplo: Halla las asíntotas verticales y horizontales para:Límites en el infinito de las funciones racionales
Para la función racional: |
|
Ejemplos para discusión: Halla:
Al comparar
las primeras tres funciones racionales se observa que:
1) el grado del numerador es menor que el
denominador y el límite de la función es cero.
2) los grados de los polinomios en el numerador y el
denominador son iguales, por tanto, el límite es el cociente de los dos
coeficientes dominantes: -2 y 3.
3) el grado del numerador es mayor que el del
denominador y no existe el límite.
a) las asíntotas verticales y horizontales
c) el intercepto en x y el intercepto en y
2) Construye la gráfica.
Límites de Funciones Transcendentales
Límite de Funciones Trigonométricas
Teorema: Si c es un número real en el dominio de la función trigonométrica indicada, se cumplen las siguientes propiedades:
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Ejemplos para discusión: |
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Ejercicio:
Límites trigonométricos especiales:
Ejemplos para discusión:
Ejercicio adicionales: Halla:
Respuestas:
1) 1, 2) 0, 3) -1, 4) ½ 5) 1, 6) 1, 7) -1, 8) ½
Límite de Funciones Exponenciales y Logarítmicas
Teorema: Para cualquier número real c:
Teorema:
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Fuente: inter edu
Hola que tal, soy Kader,
muy buenas, estas nociones de mates para los chavales que se preparan para cursar en las universidades, muy buenas, de verdad.
saludos de:
http://konkdkader.blogspot.com