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FUNCIONES - Definiciones: Dado el conjunto lll y ul sutrconjunto D c l)1, defi¡imos como iúnción ,. f ,, de D sobre lll a una aplicaciénde fonna que a cada valor de D le haga c'.rresponder un úrnico valor de :)t . Simbólicarnente f :xeD -----r ffx) e ü f(x) se lee "f de x" y es el vaior que asigna la ñrnción f al valor x peüeneciente a D y que por lo tanto se denomina irnagen,J^d^ pt $, & r, A D se le llama dominiqie definición de la función f llama recorrido de f . , .'".Dos funciones son, iguales si coinciden sus dominios y las imá-eenes dadas por , ¿unbas funcrones aleda t¡na de los elernentos de D. Ejemplo: a) gláfico b) nurnérico f :xe Vl -----+i'[-q):*2 3 ------+f(31:32=9 - 2 ----) f{- 2): (- 2)': 4 D=tlt Recsmdo: {*.$1/x>0} f(x ') f(x) (x.) 9t g : x€ lii -----+ g(x): r[ 3 ---:+ f(3): .vE 4 ---+ f@:^14: z D: {xc:}l1x>0} Recorridr: : {*. !f / x > 0} 2.- Gráfica de una función: Se define como gráfica de una función f al c,rnjunto de p¿ntos de coordenadas P (x, (,,)) con xe D. Por lo tanto la ordenada de los puntos de la curva de la gráfica de la ñrnción vend¡á dada por l' = (x) de forma que esta expresiónes otra lbrma de dar la ecuación de la curva de la eráfica de f. 3.- Funcionps parese impares: * Decimosque f(x) es una filrción par si Vx e D -+ f{-x) = f(x) . Comolospuntos P(x.f(x)) y P'{-r.f(-x):f(x)) pertenecenalag¡áfica-v- sonsirnérricos respectode OY, la gráfrcade la función también sei'ásimétrica respectode Oy y recíprocarnente. Ello signitica que la gráficaes invariante respecto de un giro de l80o respecto al e.i*oy. El eie Oy es el eje de simetría de la gráfica de f,

M1 funciones límites

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Page 1: M1 funciones límites

FUNCIONES

- Definiciones: Dado el conjunto lll y ul sutrconjunto D c l)1, defi¡imos como iúnción ,. f ,, de D

sobre lll a una aplicacién de fonna que a cada valor de D le haga c'.rresponder un

úrnico valor de :)t .

Simbólicarnente f :xeD -----r ffx) e ü

f(x) se lee "f de x" y es el vaior que asigna la ñrnción f al valor x peüeneciente a D y

que por lo tanto se denomina irnagen, J^d^ pt $, & r,

A D se le llama dominiqie definición de la función f

llama recorrido de f .

, .'".Dos funciones son, iguales si coinciden sus dominios y las imá-eenes dadas por, ¿unbas funcrones aleda t¡na de los elernentos de D.

Ejemplo: a) gláfico b) nurnérico

f :xe Vl -----+i ' [ -q):*2

3 - - - - - -+ f (31 :32=9

- 2 ----) f{- 2): (- 2)': 4

D = t l t

R e c s m d o : { * . $ 1 / x > 0 }

f(x ')

f(x)

(x.)

9t

g : x€ lii -----+ g(x): r[

3 ---:+ f(3): .vE

4 ---+ f@:^14: zD: { xc : } l 1x>0 }

Recorridr: : {*. !f / x > 0}

2.- Gráfica de una función: Se define como gráfica de una función f al c,rnjunto de p¿ntos decoordenadas P (x, (,,)) con xe D. Por lo tanto la ordenada de los puntos de la curva de lagráfica de la ñrnción vend¡á dada por l' = (x) de forma que esta expresión es otra lbrma de dar laecuación de la curva de la eráfica de f.

3.- Funcionps pares e impares: * Decimos que f(x) es una filrción par si Vx e D -+ f{-x) = f(x) .

Comolospuntos P(x . f (x ) ) y P ' { - r . f ( -x ) : f (x ) ) per tenecena lag¡á f ica-v - sons i rnér r i cosrespecto de OY, la gráfrca de la función también sei'á simétrica respecto de Oy y recíprocarnente.

Ello signitica que la gráfica es invariante respecto de un giro de l80o respecto al e.i* oy. El eie Oyes el eje de simetría de la gráfica de f,

Page 2: M1 funciones límites

E-iernplo: f (x):x2

Vr . f (-x) = (-x):= x2 : f (x)

* Decimos que f(r) es una función ünpal si Vr e D + f(-x) = -f(x) .

Corno lospuntos P (x, f(x)) y P'(-x, f(-r) =-(r)) pertenecen a la g:ifica-v son simétricos

respecto del origen de coordenadas O ,v recíprocarnente. la gráfica de (x) es siruétnca respecto de

O, e invariante respecto de un doble giro de l80o respecto del eje OY y dei eje OX .

E-iernplo: f(r): *:

Vx, f(-x) : (-x)¡- *x] = -f(x)

De la definición de función impar deducimos que f(-0) = f(0): -f(0) =+ ff0)-=il siempre que

x - 0 pertenezcaaD.

Luego si una fimción impar está definida en :i : 0. la gráfica pasará por O .

Función periódica: Decimos que

De aquí, también se cumple que

Ejemplo gráfico

(x) es periódica, con periodo T si Vx E D + f(x) = f(x + T) .

Vx e D-+ f(x) = f1x + kT) con keZ .

\

ft*+T) " |c*r ú*

*rT

Como si T curnple la condición de periodo, kT también la cumple. llamarett¡o= estrictamente

periodo T al menor de los valores que cunplen la condición.

5.- Operaciones con funciones: * Suma de funciones: Dadas dos firnciones f y g detinimos como suma

de dichas funciones a otra función s = l+ g del modo siguiente:

S I x ------) (f + g)(x): f(x) - g(x)

. ^ , . r 1 - 2Ejernplo: f (r) = r- , g(x) : : = ' ( f+ g)(x) : f (x) + g(x) :x-

x

4 .

Ir

X

e(. ,lr*r)

Page 3: M1 funciones límites

Propiedades:

J

f+g :g* ¡ (conmuta t iva)

(f + g) + h: f + (-s+ h): f '+ g r h (asociat iva)

Elemento neutro: a (función ntila)

o . x - - - - - J o ( x ) : Q

Sugráf icaes el ejeOX ysiempre cumple Vf, f+o : f

Función opuesta: llamarernos fmción opuesta de f , (-f ) , a l¡r función

-f . x ------+ (-f)(x) : - f(x)

Evidentetnente Vx e D, f(r) + (-0(x) = f{x) + (-f(x)) = tl

La gráfrca de la función opueste de f es simétrica de la gráfiea de f respecto al

eje OX

* Producto por un número real: Dados i, e:)t y una fi.mción f , defirimos el produeto de f por i" a

la función p: ) , ' f de modo que

p : x - - - - - e p ( x ) : ( ¡ " . f X x ) : f ' ( x )

Ejemplo: f(x): "z

(2 '0 ( * ) = 2 ' f (x ) :2 x :

a)

b)

c)

d)

* Función identidad :. I :

Su gráfica viene dada por

------) I(x) = x

= x que es la bisectriz del prtmer cuatlrante

X

v

* Composición de funciones. Dad¿rs dos funciones f

compuesta con g) a la función siguiente :

=t(4

=i-f )c*r

B' | : x -------+(9. t)tx) - g ( ' f t \))

y g , d e f i n i m o s g n f { ' g s o b r e f ó f

Page 4: M1 funciones límites

Gráficamente

En general g " f + fo g . es decir. la cumposición de

funcicnes no iiene la propiedad con¡intativa.e (f(r))

* Función inversa: Sea una función f : x -------* f(*) = y

Si la correspondencia inversa y + x es tirnción, es decir, si a cada "y" te coresponde

una única x , o lo que es lo mismo, si cada "y" es imagen dada por f de una sola x , dicha

correspondencia inversa define una firncion llamada función inversa de f . f -i

, de frrnna que

^ - l ^ _ '

t ' : y - - - - - - ) t ' ( ) ' ) = "

Por lo tanto no toda función tiene inversa. Así:

x t

x 2

K l

x 2

+

l ll---+ | v,

tlk - lY ¡t x lt- l \ lr tv 't l

Dt i

- ¡ - l .r r - ( K )

x-1x3

Conociendo la gráfrca de una función f " podemos saber si

inversa. Si una recta horizontal cualquiera corta a la gráfica

existirá f -'(r)

.

Por el contrario, si alguna recta horizo¡rtal corta a la gráfica de

no existirá f -t(*)

dicha función tie¡¡e o no función

de f(x) , a lo su:¡rq en un punto,

f{x) en más de un Funto, entonces

Page 5: M1 funciones límites

5

Teniendo en cuenta la definición de función inversa tenemos que si un pulrto P {:<, y) penenece ala gráfica de f , el punto P'(y, t), simétrico ,Jel anterior respecro de Ia bisectriz del primer

cuadrante peftenecerá a la gráfica de f I. Las gr'áticas de f y f I son sirnétricirs res'ecto tJe Ia

Aplicando la definición de composición de funciones tenemos

que :

I f - 'o f : fc f - l - ¡r - t

Í c^I r "

I: función iei¿nridad f(x): x.

Su -sráfica es l¿r bisectriz del primer cuadrante ,t Valor absoluto de una función:

( * ) :g(x) < 0

g(x) > o

6.- Sucesiones : Se llama sucesión de números reales a toda fi¡rción en la que el c¡rrninio D coincide

con N (conjunto de números naturales)

En estas condiciones se ernplea una nrltación especial: f (n) = Sn, Ejemplo: t-{l) =

asl :1 l

r ( l ) :l z ' | 1I f t L

f ( 2 )=2 2 + l 5

Como casos particulares de sucesiones citaremos:

a ) S u c e s i ó n a r i U n é t i c a ( p r o g r e s i ó n a r i t n i é t i c a ) + S n : f { n ) : a + b n c L } ñ a . b e } 1 . S u

expresión ft¡ncional es lineal.

b) Sucesión geornétr ica (prog¡esión gecrnénica) + Sn= f (n): a.b* con a. be t t t . Su

expresión fincional es exponencial (la vürernos rrrás adelante)

Para encontrar las exptesiones típicas de las progresiones a partir de las defi¡iciones tendremos encuenla:

* Progresiones aritlnéticas : S , , : a * b nS n - S n _ i : b ( c t e ) V n > I

S n _ i - o ' b ( n - t )

b recibe el nombre de "diterencia" de la progresiirn aritmética.

|.- e(xl Vx /l s (x ) l= j

L e(x.) Vx I

ll

- n n l + l

bisectriz del primer cuadrante.

Page 6: M1 funciones límites

Podemos escribir S n : á + b n : a + b l t - ¡ b * b - a + b = b ( n - l ) : S , + b l n - l )

* Progresiones geoméü icas:

Sn = s .b " LS n - l = u - b t ' - t - j

¡ ¡ _ h1 - - U

s- n - l

b recibe el nombre de "razón" de la progresión geométnca y podemos escribir :

b n . n - lS n - ? ' b n : a ' : - ' b : a b b ' ' - ' - S , b " '

n -

7.- Funciones polinómicas: Las funciones más básicas que podemos manejar s.in las funciones

p o l i n ó m i c a s : f ( x ) : á n X n + a n r x n - ] + " ' + a i f * i l o

Si f(x) : Pr(x) (polinomio de l" gradcr) su gráfica es una recta y recibe et uoi¡rbre de función

lineal

Si el pol inomio es de 2o grado f(x): a:rr+ b r* c. su gráf icaes unaparábr: iade ejevert¡cal

(véase f(x) : *: ) . Su concavidad depende del signo de "a" y su posición relatir,'a re specto del eje

OX viene dada por las raices del polinomio de 2o grado

Las fiulciones polinómicas de grado superior son. ett general. complejas y'- cornü ejemplo veremos

f(x) : *:

y = a x - r b

Page 7: M1 funciones límites

7

8.- Transformación de tunciones: Dada la función "n" : f(x) estudiaremos la relacién d¿ su sráfica con

las gráficas de las funciones siguientes:

* y: f(r) + k : Su gráfica corresponderá a 7a trasiación vertical de la graiica original de

* y : ( r _ a )

y : (x) haciaambaen unarnedidaigual a k si k >0 .v- haciaabajo si k < 0.

Su gráfica correspLrndc a la h'aslación horizontal de la Eáfica *nginal hacia la

derechaenunamedidaigual a "a" si a> 0 yhacia la izquier.de ri a < 0.

Su gráfica corresponde a "alalgar'' la gr'áfica original d. y = {x) verticalnente

en una rnedi,la dada por el fact¡:r k si k > 0.

si k <0, el factorde "distensión" sería i r l v además giraremoslagráf ica

180o respecto al eje OX.

Su gráfica corresponde a "comprirnir" horizontalments la griitica originai por

un factor k si k > 0 . Si k < 0 comprimi¡emos según trn factor I k I y

giraremos l80o respecto al eje OY.

* y = k ' f { x )

* Y : f ( k ' x ) :

Page 8: M1 funciones límites

LIiv-tITE DE FUNCIONES

Límite de una función en un punto:

( "

Supongamos querer estudia¡ el compofirrmiento de tt-;: ]t--[ )

de l ounto x :2

Se olrserva que al aproúrnar los valores de x a l. Ios valores de

f(x) se acercan a 4 {ver con la calculadoral

Diremos que -l es el línite de f(x) cuanrJo x iiende a 2 si los

valores de t1x) son todo lo cercanos a "l como nosotros

queramos. en todos ios puntos distirrtos de 2, que estén

suficientemente próximos a x: 2 ; es decir. si todos los puntos

del eiltorno inmediato de x = 2 toman valor,e: de f(x) todo lo

celcanos que quer¿rmos a 4 (comprobar con Ia ealculadora)

Obsén'ese que la idea de lín-rite no tiene en cuenta en rungún sentido lo que ocurra en x: 2. sino

lo que ocurra en las proximidades de x:2.

En general, diremos que I- : *111.

f(x) si los valores que toma f(x) en trdos los puntos

suficientemente próximos a x0 (e-rcepto .\il ) son todo lo cercanos que queramos a L.

Límites laterales.

Decimos que L es límite de (xi cuando x tiende a rí) por su derecha ( L = lü*_f(x)) cua¡do,3 IL i

los valores de (x) se acercan todo lo clue queran'ios a L en todos los puntos a l¿ derecha de x,,,

suficientemente próximos a xo.

Análogamente se define el límite por la izquierda ( L: lim _ f(x))

x - ) x 0

Eiemplo:

[ . x+ l s i x c lI

f ( x ) : { 3 s i x=1Il - *+1 s i x> l

l im f (x) = 1 i* (x + l ) = 2x ->1 - x -+ l -

l im f ( x )= 11 t t r ( - x+ l )=Or + , +

x - + t x + l

( 1 ) : 3

Se demuestra que la condición necesaria y suliciente para que f1x) teng¡r iím¡re en x0 es que

existan los lílnites laterales a izquierda -v derecha y arnbos coincidan

s i x *2

si x = 2 to ias Proximidades

. li /

- - - - 4f.

Page 9: M1 funciones límites

Si alguno de los límites laterales no existe, o si existiendo los dos límites later¡rles son distintos.

diremos que no existe el límite de Ia furrción f(x) ¿uando x fiende a x ¿ ( 3 lirn f(x) ).X--)I,¡

Límites en el infinito. Límites infinitos:

I

Sea la función f(x) : I

cuya griífica es la de la figriraX

Se observa que cuando los valores positivos de x crecen.

los de f(x) van tomando cada vez valores más próximos

a cero.

De hecho los valores de f(x) son tan próximos a ceto collro

queramos en todos los puntos pala los que x es suficientemente grande. Di¡ernos en este caso que

cero es el límite al que tiende t{x) cuando x tiende a rnás infinjto:

0: l im f(x).\ -+ +!c

En general diremos que L es el límite al que tiende (x) cuando x tiende a

escribiremos: L : lim f(") , si los valores de f{x) son todo lo cercanos a

en.las proxirnidades de x = $ por la derecha_

f t * l - - !

más infinito, y lo

L como queramos,

siempre que los r;;::" x sean suficientemente grandes y positivos.

De fbrma totalmente análoga definiremos L : lim f(x) para los

suficientemente pequeños y negativos.

valores de x que sean

Si f(x) tiene límite L (fi¡ito) en + "o ó - co

y=L en +co ó -co respect ivamente.

dirernos que f(x) tiene una asintotit lrorizontal (A H)

Si analiza:nos el comportarniento de f{:x) : r

x

obsen'amos que los valores de f(x) se hacen todo lo grandes que quer¿ul1os y de signo positivo,

siempre que los valores de x se aproximen suficientemente a cero por dicho ledc. Diremos que

f(x) tiende a + co cuando x tiende a cero por la de{echa:

l im* (x): * co\--)(r'

De forma completamente análoga y razonando sobre lo que ocrÍre a la izquierda ijel valor cero de

x . podremos afirmar para dicha función que f(:i) fiende a -ao cuando x tierrd* a cero por la

izquierda:

lim f(x) = -*r + 0 -

Page 10: M1 funciones límites

t nI V

Generalizando, diremos que lim f(x) : + co (ó -o ) cuurdo al apro.rirnar r suficientemenrex+xj

o x e por su derech4 todos los valores de f{x) son tnayores que cualquier canfid¿d k positiva

fijada de antemano (o menores que cualquier cantidad k negativa fijada de antct:ano).

Análogamente definiremos lim _ f(x) : + oc (ó -.o )

](--)Xrr

* Cuando ambos límites laterales de t]x) en x 6 Son infinitos del mismo:€igs diremos que

tim f(x): + oo ó - oo . respectivamente (según los casos)

f(") =+ en

Podremos decir que Im f(x) = a6r-+ 0

* Si alguno de los límites laterales de t1x) en x e es i co diremos que f(x) tiene una asintota

vertical ۟ X: Xn

También puede generalizarse el concepto de límite cuando f(x) crece o decrece ilimitadamente,

pudiéndose definir

I t* f(x) = a¡6x:o ver i f ica I r+o+

I lim f(x) = a"6I x - + 0 -

lirn f(x) = -F qox-+ + rc

l im f(x) = - .o](-+ - lc

* \u1*f(x)=-*

l im f (x )=a"6x-) -:c

(Ver ejemptos)

Dada la función (x) , diremos que i¿ fi.urción f(x) esContinuidad de una función en un ounto:

continua en el punto x 0 si se verifica que

En el caso en el que la definición ( I ) no se cumpla diremos que

( l )

f(x) no es continua en xo (o sea,

(x) es discontinua en x e )

Para que pueda cumplirse la definición rie firnción contiuua en un punto x,¡ ha dc verificarse:

a) f(xo ) deberá estar definido -+ x¡ € D

b) [m f(x) deber'á estar definido -+ Existir'án los dos límites laterales i¡umar¿in un valorx-J\{)

finito) en rs ]Íunboscoincidirán

f(x) =

Page 11: M1 funciones límites

il

c) l im f ( r ) : f (xo)x--)x0

-) el valor del límite coircidirá con el valor de la iuncién sfl x,r

Gráficarnente ello significa que a partir del punto P (x o , (x o )) un pequeño des¡l:rzamiento hacia

la izquierda o hacia la derecha por la gráf*rca de la f-unción se reaiizará de forma e*ttinua- es decir.

sin realizar nineún salto finito ni infinito.

Continuidad lateral:

Dirernós que f(x) es continua a la deresha de r,1 cuando

Diremos que (x) es continua a la izquierda de x ¡ cuando

Ejemplo:

l im f(r) : f (x¡ )x - + x [

l im f(x) : t{x¡ )X - + f n

l - x+ lf ( r ) : {

I x+ l

Vemos que l im f(x):0x - > l -

s i x<1

s i x> l

]=

n l im f(x) -a |r-*)

no ¿1 ¿¿;.t{^La úñ x--1

x + l

limx - > l -

r ( x ) :2

Ahora bien.

(o lo que es

izquierda)

f ( t ¡ = g

f ( l ) : t im f (x) : 0 .r - > l -

lo mismo, el trazo de f(x) es

luego f(x) es continua a la iequierda de x : 1,

continuo desde el punto y : 0 ien x : 1) hacia la

Puede demostrarse que:

* Todas 1as ñlnciones polinómicas son cr¡ntinuas en toda la recta real.

* La sum4 resta y producto de dos funciones continuas en un punto es ot'a ñlncion continua en el

mismo punto.

* El cociente de dos firnciones continuas en un punto es otra finción continua en el mismo punto,

excepto en los puntos en los que se anula el denominador.

Page 12: M1 funciones límites

12

Cálculo de límltes de operaciones con funciones:

Se puede demostrar que si

L : l im f(x) y L' : l im g(r) entonces.

f -+ \¡¡ X-+ \0

* l i m [ f ( x ) + g ( x ) ] : L + L '\--) \¿ ..

(r *')

* l i m k f ( x ) : k LX -> X()

\100)

* l i m f ( x ) ' g ( r ) : L ' L 'S-+ X¡

( fo.)

f l x ) Lx t i m = : ; s i L ' + or -+x , , B(x ) L

(t'd (si L' : 0" coinprobar la posibilidad de límite infixito)

* l i rn [ f (x)]e(x) - ¡L ' (s i L *0 ó L, +0)

X-) Xg

(t e)

Casos en los que inteniene un límite inl'inito:

S i l i m f ( x ) : L y l i m g ( x ) : + o { L ' )\--) xg x-) x¡

( t*) ( t * ,)

llamaremos forma simbólica del límite a la expresión que se obdene de sustizur¡ en las reglas de

operaciones de límites del apartado arterior L y L' por sus valores finitos o infinitos. según los

casos.

Así, la forma de lim [f(x) + g(x)] será L * .¡ y daremos ei valor del límite:X-+ Xg

l+-o- )

l i m [ f ( x ) + g ( x ) ] : + c o\ - ) \ ^

( t * )

Simbolizando el caso de operaciones de lírnltes de funcicnes por sus formas respcutivas

Page 13: M1 funciones límites

I J

il.* : * 'l\ K - c a

= - c o s l

L: l im f ( * ) y + coK--+\0

f * * s il im k ' g ( r )= j -

x* )x ¡ [+ to s l

I +oo)

Si

l im f (x ) 'g (x ) =X-)\6

( t * )

f( x)lim ----:--- : u

x+:<¡ 9tx)(+ o-\

: l i m g i x ) :\--+tt{)

k > 0

k < 0

L > 0

L < 0

t o s i L > 0

* c o S l L < U

wl.¿,lizat los laterales si L = 0

k rO - )k.0 J

LrO lL .0 )

si

si{ ,

*

I L .*J*- sil T * s i

I L ^ Il - = { , It - l\ c o l

* l im f(x¡e(s)x-+\9

l'¡ oo)

(¡ . / . \ | j O S l* l i m g ( x ) " t ' = l

* * * o ' ' [ 0 s i

¡ + _ )

cDcorno: - )

. . r(x)I t m ^ =

x--+x¡ 8(x)

{+ p¿l

r,,r, [r * 1l' yz - + " c \ z )

=- * s i L>0

L

3 = - * s i L<0L

3 - analizar laterales; ver *i existe límite0

_Jo- l**

s i 0 < L < 1 y L ' = + c o ó s i L > l y L ' = - . {

s i 0 < L < l y L ' = - c c ó s i L > 1 y L ' : + c ¿

L ' = * c o y L > 0

L ' = * c o y L < 0

son iguales a un nirmerü irracional que

En todos estos casos, el valor del lírnite de la operación de fi.mciones, sr* puede calcular

directamente. Llamaremos a estas situaciones fonnas determlnadas de límite.

Llamaremos formas indeterminadas de límite a aqueilas que erigen algún tipa de operación previa

con las ftinciones que en él intervienen si queremos obtener su valor; son siete ;r se simbolizan

rl' 0 ' c o )c v t - @ , ;

( La obtención de los valores de los limites de tbnna indeterminada se detalLuá en las clases

prácticas)

El número e: Puede demostrarse que los lfu¡ites siguientes:

%l i m ( I + z ) -z . - > 0

llamaremos "e" (z será cualquier funcíou de x que tiende en la referencia indie¡u1a a los límites

mencionados)

Page 14: M1 funciones límites

t4

FUNICiON EXPONENCIAL FU\ICIÓ}{ T,OGARÍT\,IICA

* Función exponencial: llamaremos funcién exponencial de base "a" ( a > 0. ilÉ I ). a la que

asigna acadavalor real r el valor, tanibien real. a' :

f (x )= a* = xe :H - l -+ a - e : ) l

Su representación gráfic4 en función de los valores de "a" será la siguiente:

( l )

Propiedades: 1) a* > 0 Vx e !l

positivos)

2 ) a o : 1

3 ) S i a > l : l i m

( la función exponencial toma siempre valores estrictamente

a\ :0 ; l i rnx J + f l

ax: +oo : l i rn a\ - ) - : c

a * : 0 t l i m a - \

- \ - \' : + c a . l i m a - * : 0

! - ) + :c

: 0 : l i m a - x = + c o\--t + -i

4 ) S i a < l : l i ¡ 1 a \ = . o ; l i mI--) - Jc K - + + i c

Aunque, en teorí4 se puede considerar la posibilidad de que "a" tome distilltos vgiüres ¡eales, en Ia

práctica, los más utilizados son: a: l0 (exponencial decimal) y a= e (expr:nencial natural).

cuyas gráficas y características corresponden al caso general de a > 1.

Puede demostrarse que la función exponencial es cóntirua a lo largo de toda la reera real.

* Función logarítrnica: " Llatna¡nos logzu'itrno en base a > 0, de un número n:= 0. al exponente al

que hay que elevaÍ "a" para obtener n "

A la finción que hace corresponder a r-:*da número real positivo, x , su logarirrrro sn base "a",

también número real, le llamaremos función logaríturica en base "a" : log* x

f ( x ) : l o g u \ = r = ! t + f , l o g u x e l R

Para su representación gráfica: es evidente que la función exponencial y la tuncion logariínica

con las mismas bases son una la función inversa de la ofa siendo sus gráfi*:rs, por lo tanto,

sirnétricas respecto de la bisectriz del prirner cuad¡arrte.

Page 15: M1 funciones límites

t5

tLC'Í

o

Arálogamente a la función exponencial, en ia

práctica las bases rnás utilizarlas son a : l0

(logaritmos decimales) y a = e (logantrnos

nepedanos o naturales, dzuldo lugru a las frurciones

y = l o g x , ( a : 1 0 ) ; y = L . \ , ( a : e ) .

Propiedades: las propiedades más impoüantes de la ñmción logaritrnica son:

l ) D : { x e } 1 / x > 0 } = ¡ 1 -

2 ) l o g o 1 : 0 , y a q u e a o - I

3 ) logu a : I , yu q , r . u ' : u

4 ) S i a > l y 0 < x < l + l o g u x < 0

x > f - + l o g . x > 0

S i 0 < a < l y 0 < x < l + l o g " x > 0

x > 1 - ) l o g u x < 0

5) Si a> I :+ , t$. to*u

x : -co

.11-to*o x: + co

S i 0 < a c l : + l i m l o g u x : r e ox-> 0-

* 9 . ' l o g u x = - c t i

6) Reglas de operaciones con logariünos:

* loga A+ logo B: logo A 'B

* l o g u A - l o g o B : l o g . A I B

t -* l o g a A ^ : k l o g o A

* k : l o g o a k

x u l o g o r - " y l og" a t : . t i (propiedad de la función inve¡ia)

Page 16: M1 funciones límites

EJERCICIOS

Hallar los dominios de las siguientes funciones:

a) f(x): xt + I

X ,a) t(x) : , , .

x - + l

b ) f ( x ) : =

c ) f ( x ) : d) f (x):

2.- Representar gráficamente las siguientes funciones:

a) f(x):

x r +1 s i

l s i

x - l s

x < 0

0 < x < 2

i x > 2

3.- Discutir la paridad de las siguientes funciones:

b)f(x)=7i l

b) f(x) =

x - lc) t(x) = -

X

, hallar:

l ) y= f ( x )+ l

2 ) y : f ( x - l )

3 ) y : 2 f ( x ) ( : * ' )

4 ) y : f ( 2 x )

^ . x .) ) y : t ( - )- 2

d)f(x)=lr ' l

^ Dada la gráfica de una función f(x) en ( 0 , 2 l, dibujar la gráfica de dicha función en [- 2,2 )

c) si f(x) es periódica de periodo T : 2

5 . - Dadas las funciones - xt ( x ) :

x _ l y g ( x )

a) f - l (x ) y g - r (x ) s iex is ten

b ) g . f y f o g

c) comprobar que fo f-r = I

Escr ibir los pr imeros términos de la sucesión en la Que a ¡ :2 y &n:3 an- r .

Hallar la expresión de la fórmula de recurrencia y del término n-simo de los múltiplos de 5

R e p r e s e n t a r g r á f i c a m e n t e : a ) f ( x ) : l * ' - 5 x + 6 1 O l f ( x ) : x ' - Z l x l

)Y '

Dada f(x) : ^ . comparar las gráficas dez

6.-

7. -

8. -

9. -

x^

x - j

a) si f(x) es par b) si f(x) es impar

Page 17: M1 funciones límites

10.- Dada la función f'(x) =|

* * l s i x < - l

1 3 s i x=- l

l - " * 2 s i x> - l

x) , continuidad de f(x).

l ,* ' - t s i xro Il ( x ) : l ; t ( x ) = l

l2*-3 s i x>0 t

lim (x) ,x - + - 1

lim (x - + - l

t l . Dada la gráfica f(x) Hallar: lim f(x),x -+0

b) f(x):

l im f(x),x -+ I -

x<0

0<x<2

x>2

lim (x), l im (x), l imx - + l - x - + + o o x - + - c o

c o n t i n u i d a d e n x = 0 .

r(x)

x2 + l s i

I s i

x - l s i

0s ir tx - l l s l

0 s i

x<0

0<xS2

x>2

1 aI J . -

, . 2 x - l , . x ' - lllm ------:- ; |lm ---:- ;

x - + " o 3 x ' + l x - + l x ' - 1

J**r-:hm - - l l im

x - + 3 3 - x x - - + l

x - l )) ; l l m x -

X_ x _+ * co

.I?- (- *'+ x + 2)

2xs +7; l l m 1

x - + - c c x ' + I

. rG*¡ - :r / x + 1 5 - r / 3 x + 1 3

t l

IX I;

x<2

x>2

14.-

1 5.- Estudiar la continuidad de E[x]

D[x]

parte entera de x

parte decimal de x

r(x):16.- Estudiar la continuidad de f(x) = -fx ' - 4

| 2 - * ' s iI[ 2 * -6 s i

s i x<1

s i x> l

IX

J. .1

t7.-l x 2 + l s i x < 0

Hal la r losva lo res de ay bparaquef (x ) : ] o* *a s i 0<x<1 seacont inuaentodoB

| : s i x > 1

¿Qué valor habría que dar a f(2)para que f(x) : i-: 1 fuera continua en x = 2?

xt _ 32

-r4a

I

il 1 Continuidad de a) f(x) =

Ca lcu la r l os l ím i t es : l im* - l I l im x - l

; l imx - + l x f I x - + - 1 x + l x - + 0

_IT** ' ' , .gT_(* '-5x+7)' , IT-(* ' -3x+2) ;

t . . { ^ , . x l - l , . x l + 2 x - ll l m ( - x ' + j . \ - + ) ) : l l m . : l l m i l

x - + t o x - + l x ' - 1 x - + m ¡ ' + 3 x ' + 2

hallar gráficamente lim._ f(x) ,x - t - l

18 . -