Indeterminaciones
Un colmado de Santiago produce jugo de chinola envasado. Tiene gastos fijos de $\text{RD}\$2{,}000$ y cada envase cuesta $\text{RD}\$50$ de producir. El costo promedio por envase es $C(x)=\dfrac{50x+2000}{x}$. Si produce cantidades enormes, ¿a qué valor se acerca el costo promedio? Al sustituir $x\to\infty$ sale $\frac{\infty}{\infty}$, que no dice nada por sí solo. En esta página aprenderás a resolver esa y las demás formas que no se pueden concluir de golpe.
El catálogo de indeterminaciones
Al calcular un límite, lo primero es sustituir. A veces el resultado es un número o $\pm\infty$ y ya terminaste. Otras veces sale una forma que no permite concluir.
Cuando NO hay indeterminación: $\frac{k}{0}$
Si el numerador tiende a un número $k\ne0$ y el denominador tiende a $0$, el límite no es indeterminado: la función se dispara a $+\infty$ o a $-\infty$. Para saber cuál, calcula los límites laterales ($x\to a^-$ por la izquierda y $x\to a^+$ por la derecha). El límite global existe solo si ambos laterales coinciden.
En $f(x)=\dfrac{2}{x-4}$, cuando $x\to4^+$ el denominador es un positivo muy pequeño, así que $f\to+\infty$. Cuando $x\to4^-$ es un negativo muy pequeño, así que $f\to-\infty$. Los laterales son distintos y el límite global no existe.
Observa la siguiente gráfica de la función $f(x)$ y determina, de manera intuitiva, el valor de los límites indicados. Si algún límite no existe o es infinito,…
Observa la siguiente gráfica de la función $f(x)$ y determina, de manera intuitiva, el valor de los límites indicados. Si algún límite no existe o es infinito, especifícalo claramente.
- a) $\lim_{x \to -2} f(x)$
- b) $\lim_{x \to 0} f(x)$
- c) $\lim_{x \to 3} f(x)$
- d) $\lim_{x \to +\infty} f(x)$
Dada la función racional $f(x) = \frac{2}{x-4}$, estudia su comportamiento en las proximidades de su asíntota vertical calculando los límites laterales: a)…
Dada la función racional $f(x) = \frac{2}{x-4}$, estudia su comportamiento en las proximidades de su asíntota vertical calculando los límites laterales:
- a) $\lim_{x \to 4^-} \frac{2}{x-4}$
- b) $\lim_{x \to 4^+} \frac{2}{x-4}$
Indica razonadamente si existe el límite global en $x = 4$.
$\frac{0}{0}$: factorizar y conjugar
Cuando $x\to a$ y numerador y denominador valen $0$, ambos tienen el factor $(x-a)$ escondido. La idea es hacerlo aparecer y simplificarlo.
Calcula el límite de la función $f(x) = \frac{x^2 - 9}{x - 3}$ cuando $x$ tiende a $3$. Ayuda: Observa que al sustituir directamente obtenemos una indeterminación del…
Calcula el límite de la función $f(x) = \frac{x^2 - 9}{x - 3}$ cuando $x$ tiende a $3$.
Ayuda: Observa que al sustituir directamente obtenemos una indeterminación del tipo $\left[\frac{0}{0}\right]$. Prueba a factorizar el numerador para simplificar la expresión.
Calcula el siguiente límite resolviendo la indeterminación de tipo $\frac{0}{0}$ mediante el uso de la técnica del conjugado: $$\lim_{x \to 4} \frac{x^2 - 16}{\sqrt{x+5}…
Calcula el siguiente límite resolviendo la indeterminación de tipo $\frac{0}{0}$ mediante el uso de la técnica del conjugado:
$$\lim_{x \to 4} \frac{x^2 - 16}{\sqrt{x+5} - 3}$$Resuelve el siguiente límite utilizando la técnica del doble conjugado para resolver la indeterminación $\frac{0}{0}$: $$\lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{1+x} -…
Resuelve el siguiente límite utilizando la técnica del doble conjugado para resolver la indeterminación $\frac{0}{0}$:
$$\lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{1+x} - \sqrt{1-x}}{\sqrt{4+x} - 2}$$$\frac{\infty}{\infty}$: comparar grados
Si $x\to\pm\infty$ y numerador y denominador crecen sin límite, gana el que crece más rápido.
Vuelve al costo promedio del colmado: los grados son iguales (ambos $1$) y los coeficientes principales son $50$ y $1$. Así que $\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\frac{50x+2000}{x}=50$ pesos por envase. Los gastos fijos se diluyen cuando se produce mucho.
Calcula los siguientes límites de funciones polinómicas cuando la variable $x$ tiende a infinito. Recuerda identificar el término dominante en cada caso: a)…
Calcula los siguientes límites de funciones polinómicas cuando la variable $x$ tiende a infinito. Recuerda identificar el término dominante en cada caso:
- a) $\lim_{x \to +\infty} (-2x^3 + 5x^2 - 1)$
- b) $\lim_{x \to -\infty} (x^4 - 100x^2)$
- c) $\lim_{x \to +\infty} \frac{3x^2 - 5}{10}$
Resuelve la indeterminación de tipo $\left[\frac{\infty}{\infty}\right]$ en los siguientes límites de funciones racionales, comparando los grados del numerador y del…
Resuelve la indeterminación de tipo $\left[\frac{\infty}{\infty}\right]$ en los siguientes límites de funciones racionales, comparando los grados del numerador y del denominador:
- a) $\lim_{x \to +\infty} \frac{5x^2 - 3x + 2}{2x^2 + 1}$
- b) $\lim_{x \to +\infty} \frac{x + 5}{x^2 - 3}$
- c) $\lim_{x \to +\infty} \frac{x^3 - 1}{x^2 + 10x}$
Determina el valor del límite al infinito analizando el grado de los términos dominantes en el numerador y el denominador. Ten especial cuidado con las potencias dentro…
Determina el valor del límite al infinito analizando el grado de los términos dominantes en el numerador y el denominador. Ten especial cuidado con las potencias dentro de las raíces:
$$\lim_{x \to +\infty} \frac{\sqrt{9x^2 + 2x - 1} + 2x}{\sqrt[3]{x^3 + 5x^2}}$$Jerarquía de infinitos
Si en el cociente aparecen logaritmos, potencias y exponenciales mezclados, no hay grados que comparar. Se usa el orden de rapidez de crecimiento.
Una raíz también cuenta como grado: $\sqrt{x^{20}-3x^2}$ se comporta como $x^{10}$, y $\sqrt{x^7+1}$ como $x^{3.5}$.
En el estudio de algoritmos informáticos, es crucial saber qué función crece más rápido. Basándote en la jerarquía de infinitos, asigna el valor de los siguientes…
En el estudio de algoritmos informáticos, es crucial saber qué función crece más rápido. Basándote en la jerarquía de infinitos, asigna el valor de los siguientes límites ($0$, $+\infty$ o $-\infty$):
- a) $\lim_{x \to +\infty} \frac{\ln(x)}{x}$
- b) $\lim_{x \to +\infty} \frac{e^x}{x^{10}}$
- c) $\lim_{x \to +\infty} \frac{x^2 + 1}{\ln(x)}$
Utiliza la comparación de órdenes de infinitos para resolver los siguientes límites sin necesidad de realizar operaciones extensas. Justifica tu respuesta indicando qué…
Utiliza la comparación de órdenes de infinitos para resolver los siguientes límites sin necesidad de realizar operaciones extensas. Justifica tu respuesta indicando qué función "domina" a la otra:
- a) $\lim_{x \to +\infty} \frac{e^x + x^5}{100x^6 - \ln(x)}$
- b) $\lim_{x \to +\infty} \frac{\sqrt{x^7 + 1}}{x^3 \times \ln(x)}$
Calcula el valor del siguiente límite analizando la jerarquía de los infinitos involucrados. Debes justificar razonadamente qué término domina en el numerador y en el…
Calcula el valor del siguiente límite analizando la jerarquía de los infinitos involucrados. Debes justificar razonadamente qué término domina en el numerador y en el denominador antes de dar el resultado final:
$$\lim_{x \to +\infty} \frac{3 \times e^{2x} - \ln(x^5 + 1) + x^{10}}{2 \times 5^x + \sqrt{x^{20} - 3x^2} - e^x}$$$\infty-\infty$: operar y conjugar
Cuando restas dos cosas que crecen sin límite, el resultado depende de cuál crece más rápido y de cuánto se parecen.
Resuelve la siguiente indeterminación de tipo $\infty - \infty$. Para ello, realiza la operación algebraica previa y simplifica la expresión resultante: $$\lim_{x \to 1}…
Resuelve la siguiente indeterminación de tipo $\infty - \infty$. Para ello, realiza la operación algebraica previa y simplifica la expresión resultante:
$$\lim_{x \to 1} \left( \frac{6}{x^2 - 1} - \frac{3}{x - 1} \right)$$Calcula el valor de la siguiente expresión que presenta una indeterminación del tipo $\infty - \infty$ con raíces de distinto orden: $$\lim_{x \to +\infty} \left[…
Calcula el valor de la siguiente expresión que presenta una indeterminación del tipo $\infty - \infty$ con raíces de distinto orden:
$$\lim_{x \to +\infty} \left[ \sqrt{x^2 + 4x} - \sqrt[3]{x^3 - 6x^2} \right]$$$1^\infty$ y el número $e$
Si la base tiende a $1$ y el exponente tiende a $\infty$, el resultado depende de qué tan rápido se acerca la base a $1$. El caso modelo es
$$\lim_{x\to+\infty}\left(1+\frac1x\right)^{x}=e\approx2.718.$$Calcula el valor del siguiente límite que da lugar a la indeterminación del tipo $[1^\infty]$ utilizando la fórmula abreviada del número $e$: $$\lim_{x \to +\infty}…
Calcula el valor del siguiente límite que da lugar a la indeterminación del tipo $[1^\infty]$ utilizando la fórmula abreviada del número $e$:
$$\lim_{x \to +\infty} \left( 1 + \frac{1}{x} \right)^{3x}$$En el desarrollo de una nueva red social, el número de usuarios activos (en millones) sigue la función $U(t) = \left(\frac{2t+3}{2t-1}\right)^{t+1}$, donde $t$ es el…
En el desarrollo de una nueva red social, el número de usuarios activos (en millones) sigue la función $U(t) = \left(\frac{2t+3}{2t-1}\right)^{t+1}$, donde $t$ es el tiempo en meses desde su lanzamiento (con $t>\frac{1}{2}$). Calcula a qué valor tiende el número de usuarios cuando el tiempo crece indefinidamente ($t \to +\infty$).
En el diseño de una nueva antena de telecomunicaciones, la intensidad de la señal $I$ en función de la distancia $d$ al repetidor viene dada por la expresión: $$I(d) =…
En el diseño de una nueva antena de telecomunicaciones, la intensidad de la señal $I$ en función de la distancia $d$ al repetidor viene dada por la expresión:
$$I(d) = \left( \frac{d^2 + 5d}{d^2 - 2d + 1} \right)^{2d + 3}$$Calcula la intensidad límite de la señal cuando la distancia $d$ tiende a infinito (indeterminación del tipo $1^\infty$).
Parámetros, límites laterales y funciones a trozos
Hay ejercicios donde el límite está dado y lo que se busca son los parámetros. La estrategia es: obligar a que la forma indeterminada se pueda resolver y luego igualar al valor pedido.
Funciones a trozos y laterales
Para que el límite en un punto exista, los dos laterales deben ser iguales. Si cada tramo se vuelve $\frac00$, se resuelve cada lado por separado. Dos recordatorios útiles:
-
$|x-1|=x-1$ si $x>1$ y $=-(x-1)$ si $x<1$. Al calcular laterales, quita el valor absoluto según el lado.
-
$\displaystyle\lim_{u\to0}\frac{\operatorname{sen}u}{u}=1$. Por eso $\dfrac{\operatorname{sen}(x-1)}{x-1}\to1$ cuando $x\to1$.
Para $e^{1/(x-1)}$: si $x\to1^+$, el exponente $\to+\infty$ y $e^{1/(x-1)}\to+\infty$. Si $x\to1^-$, el exponente $\to-\infty$ y $e^{1/(x-1)}\to0$.
Halla el valor de los parámetros reales $a$ y $b$ para que el siguiente límite sea finito y valga $4$: $$\lim_{x \to +\infty} \sqrt{x^2 + ax + 1} - \sqrt{x^2 + bx}$$
Halla el valor de los parámetros reales $a$ y $b$ para que el siguiente límite sea finito y valga $4$:
$$\lim_{x \to +\infty} \sqrt{x^2 + ax + 1} - \sqrt{x^2 + bx}$$Dada la siguiente gráfica de la función $f(x)$, analiza visualmente y calcula de forma analítica los límites laterales en los puntos de discontinuidad para determinar si…
Dada la siguiente gráfica de la función $f(x)$, analiza visualmente y calcula de forma analítica los límites laterales en los puntos de discontinuidad para determinar si existe el límite global en $x = 2$:
$$f(x) = \begin{cases} \frac{x^2 - 4}{x - 2} & \text{si } x < 2 \\ ax - 1 & \text{si } x \geq 2 \end{cases}$$Calcula el valor de $a$ para que el límite en $x = 2$ sea único y la función no presente un salto.
Determina los valores de los parámetros reales $a$ y $b$ para que se cumpla la igualdad siguiente: $$\lim_{x \to 2} \frac{\sqrt{x^2 + ax + b} - 2}{x^2 - 5x + 6} =…
Determina los valores de los parámetros reales $a$ y $b$ para que se cumpla la igualdad siguiente:
$$\lim_{x \to 2} \frac{\sqrt{x^2 + ax + b} - 2}{x^2 - 5x + 6} = -\frac{1}{2}$$Es decir, el límite debe ser un número real finito y valer $-\dfrac{1}{2}$. Una vez hallados $a$ y $b$, comprueba que el límite vale realmente $-\dfrac{1}{2}$.