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Unidad 1: Funciones, Límite y Continuidad

Definición de límite

1

¡Razonemos juntos!

El gerente de una Compañía determina que cuando se está utilizando

x

porcentaje de la capacidad de la planta el costo total es

C

(

x

) cientos miles de dólares.

La compañía tiene una política de rotar el mantenimiento de tal forma que nunca se utilice más del 80% de su capacidad.

¿Qué costo esperaría el gerente cuando la planta esta operando a toda la capacidad permitida?

2

¿Es razonable que el gerente espere un costo de $700 000 cuando se utiliza el 80% de la capacidad de la planta?

x

f

(

x

)

x

tiende a 80 por la izquierda →

79,9

6,99891

79.99

6,99989

79.999

6,99999

80

← x

tiende a 80 por la derecha

80.0001

7,000001

80.001

7,00001

80.04

7,00043 Este comportamiento se describe diciendo “

C

(

x

) tiene valor límite 7 cuando

x

tiende a 80” 3

Ejemplo 1 Sea la función: ¿qué ocurre con el valor de

f

(

x

) cuando

x

se aproxima a 3?

4 3

4

Cuando derecha

x

se aproxima a 3 por medio de mayores que el 3, se dice que

x

valores se aproxima a 3 por la Vemos que

f

(

x

) tiende a 4.

4

Esto se simboliza por:

x

lim  3 

f

(

x

)  4

3

x

5

Cuando

x

se aproxima a 3 por medio de menores que el 3, se dice que

x

valores se aproxima a 3 por la izquierda Vemos que

f

(

x

) tiende a 4.

4

Esto se simboliza por:

x

lim  3 

f

(

x

)  4

x

3

6

Si realizamos ambas aproximaciones al mismo tiempo, obtenemos:

4

x

3

x

Vemos que

f

(

x

) tiende a 4.

Esto se simboliza por:

x

lim  3

f

(

x

)  4 7

Ejemplo 2 Sea la función:

¿qué ocurre con el valor de

f

(

x

) cuando

x

3 ?

4 5

x

3

x

8

Conclusión:

En el Ejemplo 1 , se aprecia que cuando

x

la izquierda o por la derecha,

f

(

x

)  4  3 ya sea por En el Ejemplo 2 se aprecia que cuando

x

 3 por la izquierda,

f

(

x

)  4 y cuando

x

 3 por la derecha,

f

(

x

)  5

¿En cuál de los ejemplos

(1 o 2)

de f

(

x

)

cuando x tiende a 3?

existe el límite

9

¡Observación !

Note que para que el límite exista, cuando la variable tiende a un número “

a

” (en nuestro ejemplo

a

= 3) tanto por la izquierda como por la derecha, la función tiende a adoptar un único valor “

L

” (en nuestro ejemplo

L

= 4) Para que el límite de una función en un valor de “

x

” exista,

no es necesario

ese valor de “

x

” que la función esté definida en 10

Definición

Si

f

(

x

) se acerca más y más al número

L

cuando

x

se aproxima cada vez más a

a

, por ambos lados, entonces

L

es el límite

f

(

x

) cuando

x

tiende a

a

. Este comportamiento se expresa: Este límite existe si 11

y f

(

x

) ↓

L ↑ f

(

x

)

x→ a ←x x

Geométricamente, el enunciado de límite 

L x

a f x

Significa que la altura de la gráfica

y

=

f

(

x

) tiende a

L

cuando

x

tiende a

a

, tal como se muestra en la figura.

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Analicemos ¿A qué valor tienden los valores de

f

(

x

),

g

(

x

) y

h

(

x

) cuando

x

tiende a 1?

13

Ejemplos:

a)

x

lim

 4 

x

4

En los ejercicios del a) al d), en caso existan, calcular los siguientes límites

d)

x

lim

 3 

x x

3

2 

9 b) c)

x

lim

 1 

x

x

lim

 1 

1

x x

1

2

1

 2 

2 e)

x

lim ln

e

 

f )

x

lim

 0

e

x

  14

Ejemplo.

De la gráfica de la función

f

, determine, en caso exista, el límite de

f

(

x

) cuando

x

tiende a: −4, − 3, − 2, 0, 2, 3, 4, 5 −6 −5 −4 −3 −2 −1 −1 −2 −3 −4 3 2 1 5

y

4 1 2 3

f

4 5

x

15

Ejemplo: Trace la gráfica de una función

f

que cumpla con las siguientes condiciones: a) dom(

f

) =

R –

b)

x lím

  2 

f

(

x

)  c)

f

(

x

) 

x lím

 0 {-2} 1 y 1 ,

f

(0) = 3 d)

x lím

 3 

f

(

x

)  2

x lím

  2 

f

(

x

)   1

x lím

 3 

f

(

x

)  1

f

(3) = 1 Resuelva ejercicios del texto recomendados en la guía del alumno.

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