pauta evaluación 1 (sin puntaje)(1)

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calculo

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  • UNIVERSIDAD DE CONCEPCINFACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICASDEPARTAMENTO DE MATEMTICA

    GAJ/AAV/HPV/CMN/FOC/VGG

    PAUTA EVALUACIN No1527147

    Problema 1:Pruebe que lm

    x0+x sin

    (pix

    )= 0.

    Solucin.Sabemos que

    sin : R [1, 1] 7 sin()

    Luego,1 sin

    (pi

    x

    ) 1

    Comox > 0 para x R+, tenemos

    x 1 x sin

    (pi

    x

    ) x 1.

    Aplicando lmites, se tiene

    lmx0+

    x 1 = 0

    lmx0+

    x 1 = 0

    Por lo tanto, por el teorema del sandwich, se concluye que

    lmx0+

    x sin

    (pi

    x

    )= 0.

  • UNIVERSIDAD DE CONCEPCINFACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICASDEPARTAMENTO DE MATEMTICA

    Problema 2:Considere la funcin

    f(x) =

    x3

    1 + x2 , x < 0

    x , 0 x 11

    x 1 , x > 1.

    1. Estudie la continuidad de f en R.2. Analice la existencia de asntotas verticales, horizontales y oblicuas.3. Estudie la derivada en el punto x0 = 0.Solucin.

    1. f es continua en cada punto x < 0, 0 < x < 1 y x > 1 pues es uncouciente de dos funciones continuas.Queda por analizar los puntos x = 0 y x = 1.Para x = 0, notemos que

    lmx0

    f(x) = lmx0

    x3

    1 + x2 = 0

    lmx0+

    f(x) = lmx0+

    x = 0.

    Como los lmites laterales existen y son iguales, se concluye que

    lmx0 f(x) = 0 = f(0).

    As, f es continua en x = 0.

    Para x = 1,

    lmx1

    f(x) = lmx1

    x = 1

    lmx1+

    f(x) = lmx1+

    1x 1 = +. ()

    Luego, f no es continua en x = 1.

    Por lo tanto, f es continua en todo R excepto en 1.

  • UNIVERSIDAD DE CONCEPCINFACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICASDEPARTAMENTO DE MATEMTICA

    2. Por (), la recta x = 1 es una asntota vertical de f cuando x 1+.Para las asntotas horizontales,

    lmx+ f(x) = lmx+

    1x 1 = 0,

    lmx f(x) = lmx

    x3

    1 + x2 1x31x3

    = lmx

    11x3 +

    1x

    =

    Luego la recta y = 0 es una asntota horizontal de f cuando x +.

    Slo falta analizar la existencia de asntota oblicua cuando x ,

    lmx

    f(x)x

    = lmx

    x3

    x+ x3 1x31x3

    = lmx

    11x2 + 1

    = 1

    luego,

    lmx [f(x) 1 x] = lmx

    [x3

    1 + x2 1 x]

    = lmx

    [ x1 + x2

    ]= 0.

    Por lo tanto, la recta y = x es una asntota oblicua para f cuandox .

    3. Debemos estudiar el siguiente lmite:

    lmx0

    f(x) f(0)x 0 = lmx0

    f(x)x

    .

    Considerando los lmites laterales se tiene

    lmx0

    f(x)x

    = lmx0

    x3

    1+x2

    x= lm

    x0x2

    1 + x2 = 0

    lmx0

    f(x)x

    = lmx0

    x

    x= 1

    Aunque los lmites laterales existen, stos son distintos, por lo tantolmx0

    f(x) f(0)x 0 no existe, en otras palabras, f no es derivable en x0 = 0.

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    Problema 3:Determine la ecuacin a la recta tangente a la curva

    y3 xy2 6xy2 6 cos(xy) = 2,

    en el punto de abscisa 0.

    Solucin.x = 0 = y3 6 = 2 = y = 2.Derivando implcitamente la ecuacin se tiene:

    3y2 dydx y2 2xy dy

    dx+ 6

    [y + xdy

    dx

    ]sin(xy) = 0

    de modo que para x = 0 e y = 2,

    dy

    dx= 13 .

    Luego, la ecuacin de la recta tangente es y = 13x+ 2.

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    Problema 4:Usando las reglas de derivacin calcule la derivada dy

    dxde las funciones dadas

    por

    1. y = x 1x2 + 1 + arc cos

    (x 1x2 + 1

    )+ arcsin

    (x 1x2 + 1

    ),

    2. tan(y) = x, sabiendo que y ]pi2 ,

    pi

    2

    [.

    Solucin.

    1.dy

    dx= ddx

    [x 1x2 + 1 + arc cos

    (x 1x2 + 1

    )+ arcsin

    (x 1x2 + 1

    )]

    = ddx

    [x 1x2 + 1

    ]+ ddx

    [arc cos

    (x 1x2 + 1

    )]+ ddx

    [arcsin

    (x 1x2 + 1

    )]

    = ddx

    [x 1x2 + 1

    ] 1

    1(x1x2+1

    )2 ddx[x 1x2 + 1

    ]+ 1

    1(x1x2+1

    )2 ddx[x 1x2 + 1

    ]

    = ddx

    [x 1x2 + 1

    ]

    =ddx

    [x 1] (x2 + 1) (x 1) ddx

    [x2 + 1](x2 + 1)2

    = (x2 + 1) (x 1) (2x)

    (x2 + 1)2

    = x2 + 1 2x2 + 2x

    (x2 + 1)2

    = x2 + 2x+ 1

    (x2 + 1)2

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    2. Derivando implicitamente la ecuacin, con respecto a x, se tiene

    sec2(y) dydx

    = 1dy

    dx= 1sec2(y)

    dy

    dx= 1tan2(y) + 1

    dy

    dx= 1x2 + 1