domingo, 30 de noviembre de 2014

UNIDAD 3

LIMITES Y CONTINUIDAD

3.1 LÍMITE DE UNA SUCESIÓN

El límite de una sucesión es uno de los conceptos más antiguos del análisis matemático. El mismo da una definición rigurosa a la idea de una sucesión que se va aproximando hacia un punto llamado límite. Si una sucesión tiene límite, se dice que es una sucesión convergente, y que la sucesión converge o tiende al límite. En caso contrario, la sucesión es divergente.
La definición significa que eventualmente todos los elementos de la sucesión se aproximan tanto como queramos al valor límite. La condición que impone que los elementos se encuentren arbitrariamente cercanos a los elementos subsiguientes no implica, en general, que la sucesión tenga un límite.
Véase más en:
3.2 LÍMITE DE UNA FUNCIÓN DE VARIABLE  REAL


Se llama función real de variable real a toda aplicación f de un subconjunto no vacío S de R en R.
Una función real está definida, en general, por una ley o criterio que se puede expresar por una fórmula matemática. La variable "x" recibe el nombre de variable independiente y la "y" o f(x) variable dependiente o imagen.
Considérese la  función definida por:  y= f(x) = 2x²-x-1/x-1 ; x 1 el único punto en  el cual f(x) no está definida es en x = 1, pero, en puntos tan cercanos a 1 como se quiera, la función se encuentra definida. Esta situación da lugar a la siguiente pregunta: ¿Se aproxima f(x) a algún valor específico, cuando x se aproxima a 1?
Cuando   x se aproxima a 1 por la izquierda (valores menores que 1) y por la derecha de 1 (valores mayores que 1).
a medida que los valores de x, se “acercan” a 1, sin  tomar el valor de 1, los valores de f(x) se “acercan” a 3. Dándole a la palabra límite un significado intuitivo, se dice que:
El “límite” de la función f(x) es 3 cuando x tiende a 1. La afirmación anterior  frecuentemente se expresa simbólicamente por cualquiera de las formas:
F (x) =3  cuando x–>1  (se lee: f(x) tiende a 3 cuando x tiende a 1).
O también, Lim f (x)=3 ; x–>1  (se lee: límite cuando x tiende a 1 de f(x) es 3). De una manera más general, pero conservando el significado intuitivo de la palabra “límite”, se dice que:
Lim f(x) = L; x–>a, si se puede hacer que f(x) este tan “cerca” de L como se quiera, haciendo que x este suficientemente “cerca” de a, pero siendo distinta de a.
Límite.
Es cuando “X” se aproxima mucho a un valor sin ser el propio valor.
Ejemplos:
  • lim     x+3/x-4   =              lim  (1)+3/(1)-4   =            4/-3 =   – 4/3
x —- 1
  • lim  x+3/ x-2  =                 lim (2)+3/(2)-2 =              5/0  =           infinito
x—-2
  • lim  cos x=                        cos (0)  = 1
x—–0
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3.3 CÁLCULO DE LÍMITES

Si f(x) es una función usual (polinómicas, racionales, radicales, exponenciales, logarítmicas, etc.) y está definida en el punto a, entonces se suele cumplir que:
límite
Es decir: para calcular el límite se sustituye en la función el valor al que tienden las x.
Cálculo del límite en un punto
Cálculo del límite en un punto
Cálculo del límite en un punto
No podemos calcular límite porque el dominio de definición está en el intervalo [0, ∞), por tanto no puede tomar valores que se acerquen a −2.
Sin embargo sí podemos calcular límite, porque aunque 3 no pertenezca al dominio, D= R − {2, 3}, sí podemos tomar valores del dominio tan próximos a 3 como queramos.

Más en: 


3.4 PROPIEDADES DE LOS LÍMITES

Límite de una constante

Límite de una constante

Límite de una suma

Límite de una suma

Límite de un producto

Límite de un producto

Límite de un cociente

Límite de un cociente

Límite de una potencia

Límite de una potencia

Límite de una función

Límite de una función
g puede ser una raíz, un log, sen ,cos, tg, etc.

Límite de una raíz

Límite de una raíz

Límite de un logaritmo

Límite de un logaritmo 

Véase más en: 


3.5 LÍMITES LATERALES

Para que exista el límite de una función, deben existir los límites laterales y coincidir.
El significado de los signos en la notación para límites laterales se interpreta de la siguiente manera
  • ® a- significa que x tiende a a tomando valores menores que a, es decir valores que se encuentran a su izquierda.
  • ® a+ significa que x tiende a a tomando valores mayores que a, es decir valores que se encuentran a su derecha.
Límite lateral por izquierda

{short description of image} si dado e > 0, $ d > 0 tal que
si a - d < x < a Þ {short description of image}
Límite lateral por derecha

{short description of image} si dado e > 0, $ d > 0 tal que
si a < x < a + d Þ {short description of image}
Observación. Una función tiene límite si los límites laterales son iguales, es decir, cuando {short description of image}

Véase más en:


3.6 LÍMITES INFINITOS Y LÍMITES AL INFINITO

Límite infinito 

Observemos la función f(x)=1/x2 para valores de x positivos muy grandes.
xf(x)
1001,0x10-4
1.0001,0x10-6
10.0001,0x10-8
100.0001,0x10-10
1.000.0001,0x10-12
Si tomamos x cada vez mayor, f(x) está cada vez más cerca de 0. Si x es suficientemente grande podemos conseguir que f(x) se acerque a 0 tanto como queramos. Decimos que f(x) tiende a 0 cuando x tiende a infinito.
Ilustración geométrica del límite infinito

A veces podemos no usar infinito directamente, pero sí podemos usar un límite.
Lo que pasa en  es indefinido...1/
... pero sabemos que 1/x va hacia 0 cuando x va hacia infinito

Límites al ir a infinito

¿Cuál es el límite de esta función?
y = 2x
Está claro que cuando "x" se hace más grande, le pasa lo mismo a "2x":
xy=2x
12
24
48
1020
100200
......
Así que cuando "x" va a infinito, "2x" también va a infinito. Lo escribimos así:

Ver más en: 

3.7 ASINTOTAS

Las asíntotas son rectas a las cuales la función se va acercando indefinidamente. Hay tres tipos de asintotas:

1. Asíntotas horizontales

Asintota horizontal

Ejemplo

Calcular las asíntotas horizontales de la función:
Asintota horizontal
Asintota horizontal

2. Asíntotas verticales

Asintotas verticales
Consideramos que el resultado del límite es ∞ si tenemos un número real partido por cero.
K son los puntos que no pertenecen al dominio de la función (en las funciones racionales).
Calcular las asíntotas verticales de la función:
Asintota horizontal
Asintotas verticales
Asintotas verticales
gráfica

Asíntotas oblicuas

Asintota oblicua
Asintota oblicua
Sólo hallaremos las asíntotas oblicuas cuando no haya asíntotas horizontales.
Para que haya asíntota oblicua se tiene que cumplir que el grado del numerador sea exactamente un grado mayor que el del denominador.

Ejemplo

Calcular las asíntotas de la función:
Asintotas

Asíntotas horizontales

Asintotas
Asintotas

Asíntotas verticales

Asintotas
Asintotas

Asíntotas oblicuas


Asintotas


Asintotas



Asintotas



gráfica



























Más información en: 


3.8 FUNCIONES CONTINUAS Y DISCONTINUAS EN UN PUNTO Y EN UN INTERVALO.

Continuidades
Una función es continua en un punto si existe límite en él y coincide con el valor que toma la función en ese punto.
Una idea intuitiva de función continua se tiene al considerar que su gráfica es continua, en el sentido que se puede dibujar sin levantar el lápiz de la hoja de papel.
Continuidad de una función en un punto
Se dice que una función f(x) es continua en un punto x = a si y sólo si se cumplen las tres condiciones siguientes:
1. Que el punto x= a tenga imagen.
2. Que exista el límite de la función en el punto x = a.
3. Que la imagen del punto coincida con el límite de la función en el punto.
Si una función no es continua en un punto x=a, diremos que es discontinua en dicho punto.
Una función es continua por la derecha en un punto si existe el límite por la derecha en él y coincide con el valor que toma la función en ese punto, es decir
Una función es continua por la izquierda en un punto si existe el límite por la izquierda en él y coincide con el valor que toma la función en ese punto.

as1dda
Discontinuidades
1.- Una función es discontinua en un punto cuando no existe límite en él o, existiendo, no coincide con el valor de la función en el mismo.
2.- Una función tiene una discontinuidad evitable en un punto cuando existe límite en él y no coincide con el valor de la función en elmismo.El valor que deberíamos dar a la función en dicho punto para que fuera continua en él se llama verdadero valor de la función en el mismo.
3.- Una función tiene una discontinuidad inevitable.


109230912301
Ver más en:


3.9 TIPOS DE DISCONTINUIDADES

Existen tres tipos de discontinuidad:

1. Discontinuidad evitable
Una discontinuidad es evitable en un punto x = a si existe límite y éste es finito.
Nos encontramos con dos tipos de discontinuidad evitable:
1. La función no está definida en x = a.
imagen
función discontinua
función discontinua
límiteimagen

2. La imagen no coincide con el límite.

2


función discontinua

función discontinua

imagen

imagen

Cuando una función presenta una discontinuidad evitable en un punto se puede redefinir en dicho punto para convertirla en una función continua.

La dos funciones estudiadas anteriormente las redefinimos de modo que:

Condiciones

Función

gráfica

2. Discontinuidad inevitable

Una discontinuidad es inevitable o de primera especie si existen los límites laterales en x = a, pero son distintos.

D.inevitable

Salto es la diferencia en valor absoluto de los límites laterales.

Salto

Según el tipo de salto nos encontramos con dos tipos de discontinuidad inevitable:

1. Discontinuidad inevitable de salto finito

La diferencia entre los límites laterales es un número real.

Discontinuidad inevitable de salto finito

función discontinua

Discontinuidad inevitable de salto finito

función discontinua

En x = 2 hay una discontinuidad inevitable de salto finito 3.

2. Discontinuidad inevitable de salto infinito

La diferencia entre los límites laterales es infinito.

Discontinuidad inevitable de salto infinito



Discontinuidad inevitable de salto finito

Discontinuidad inevitable de salto infinito

En x = 2 hay una discontinuidad inevitable de salto infinito.

3. Discontinuidad esencial

Una discontinuidad es esencial o de segunda especie si no existe alguno de los límites laterales en x = a.





Discontinuidad esencial

En x = 2 hay una discontinuidad esencial porque no tiene límite por la derecha.






Discontinuidad esencial

En x = 2 hay una discontinuidad esencial porque no tiene límite por la izquierda.

Para más información:
http://www.ditutor.com/limites/discontinuidad.html






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