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Continuidad-Cálculo en varias variables, Ejercicios de Cálculo diferencial y integral

Continuidad-cálculo en varias variables

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 14/12/2023

alessandro-leonel-condori-sacsi
alessandro-leonel-condori-sacsi 🇵🇪

2 documentos

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bg1
Nota: Si la función f puede ser transformada mediante coordenadas polares
como 𝑓(𝑟,𝜃)=𝜙(𝜃)𝜑(𝑟), donde 𝜙(𝜃) es una función acotada y
𝜑(𝑟) 0 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑟0, entonces lim
𝑟→0𝑓(𝑟,𝜃)=0
Ejemplos: Calcular los siguientes límites
1. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0)𝑥3+ 𝑦3
𝑥2+𝑦2 (0)
Sol. Sabemos que 𝑥= 𝑟𝑐𝑜𝑠 𝜃, 𝑥 =𝑟𝑠𝑒𝑛 𝜃, luego
𝑥3+ 𝑦3
𝑥2+𝑦2 = 𝑟3𝑐𝑜𝑠3𝜃+𝑟3𝑠𝑒𝑛3𝜃
𝑟2=𝑟(𝑐𝑜𝑠3𝜃+𝑠𝑒𝑛3𝜃)
Como 𝜙(𝜃)= 𝑐𝑜𝑠3𝜃+𝑠𝑒𝑛3𝜃 está acotada, pues |𝑐𝑜𝑠3𝜃| 1; |𝑠𝑒𝑛3𝜃|1,
entonces: |𝑐𝑜𝑠3𝜃+𝑠𝑒𝑛3𝜃||𝑐𝑜𝑠3𝜃|+|𝑠𝑒𝑛3𝜃|=2,𝜑(𝑟)=𝑟, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠,
lim
𝑟→0 𝜑(𝑟)=lim
𝑟→0 𝑟= 0. Por lo tanto lim
𝑟→0𝑓(𝑟,𝜃)=0,𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑐𝑖𝑟:
lim
(𝑥,𝑦)→(0,0)𝑥3+ 𝑦3
𝑥2+𝑦2=0
Ejercicios: Hallar los siguientes límites si existen
1. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0)𝑥3𝑥𝑦2
𝑥2+𝑦2 (0)
2. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0)𝑥2−𝑦2
𝑥2+𝑦2
3. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0) 𝑦2
𝑥2+𝑦2 (1)
4. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0)𝑐𝑜𝑠(𝑥3−𝑦3
𝑥2+𝑦2)
5. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0) 2𝑥
𝑥2+𝑥+𝑦2
6. lim
(𝑥,𝑦)(0,0)𝑥𝑦
𝑥2+𝑦2(0)
7. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0) 7𝑥2𝑦2
3𝑥2+3𝑦2 (0)
8. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0) 𝑥2−𝑦2
𝑥2+𝑦2 (0)
9. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0)𝑥3−𝑦3
𝑥2+𝑦2 (0)
10. lim
(𝑥,𝑦)→(0,0) 𝑥4+𝑦4
(𝑥2+𝑦2)3/2 (0)
CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN
Definición: Una función 𝑓:𝑈𝐼𝑅𝑛𝐼𝑅 es continua en 𝑥0𝑈 si y solo si
lim
𝑥→𝑥0𝑓(𝒙)=𝑓(𝒙𝟎)
pf3
pf4

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¡Descarga Continuidad-Cálculo en varias variables y más Ejercicios en PDF de Cálculo diferencial y integral solo en Docsity!

Nota: Si la función f puede ser transformada mediante coordenadas polares

como 𝑓(𝑟, 𝜃) = 𝜙(𝜃)𝜑(𝑟), donde 𝜙(𝜃) es una función acotada y

𝜑(𝑟) → 0 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑟 → 0 , entonces lim

𝑟→ 0

Ejemplos: Calcular los siguientes límites

  1. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

3

  • 𝑦

3

𝑥

2

+𝑦

2

Sol. Sabemos que 𝑥 = 𝑟𝑐𝑜𝑠 𝜃, 𝑥 = 𝑟𝑠𝑒𝑛 𝜃, luego

3

3

2

2

3

3

3

3

2

3

3

Como 𝜙(𝜃) = 𝑐𝑜𝑠

3

3

𝜃 está acotada, pues |𝑐𝑜𝑠

3

3

entonces:

3

3

3

3

lim

𝑟→ 0

= lim

𝑟→ 0

𝑟 = 0. Por lo tanto lim

𝑟→ 0

lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

3

3

2

2

Ejercicios: Hallar los siguientes límites si existen

1. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

3

−𝑥𝑦

2

𝑥

2

+𝑦

2

2. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

2

−𝑦

2

𝑥

2

+𝑦

2

3. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑦

2

𝑥

2

+𝑦

2

4. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

3

−𝑦

3

𝑥

2

+𝑦

2

5. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

2 𝑥

𝑥

2

+𝑥+𝑦

2

6. lim

( 𝑥,𝑦

) →

( 0 , 0

)

𝑥𝑦

√𝑥

2

+𝑦

2

7. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

7 𝑥

2

𝑦

2

3 𝑥

2

  • 3 𝑦

2

8. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

2

−𝑦

2

√ 𝑥

2

+𝑦

2

9. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

3

−𝑦

3

𝑥

2

+𝑦

2

10. lim

(𝑥,𝑦)→( 0 , 0 )

𝑥

4

+𝑦

4

(𝑥

2

+𝑦

2

)

3 / 2

CONTINUIDAD DE UNA FUNCIÓN

Definición: Una función 𝑓: 𝑈 ⊂ 𝐼𝑅

𝑛

→ 𝐼𝑅 es continua en 𝑥

0

∈ 𝑈 si y solo si

lim

𝑥→𝑥 0

𝟎

Definición: Si 𝑓: 𝑈 ⊂ 𝐼𝑅

𝑛

→ 𝐼𝑅 es continua en cada punto 𝑥 ∈ 𝑈 se dice que f

es una función continua en 𝑈

Propiedades: Si 𝑓: 𝑈 ⊂ 𝐼𝑅

𝑛

→ 𝐼𝑅 y 𝑔: 𝑈 ⊂ 𝐼𝑅

𝑛

→ 𝐼𝑅 son continuas en 𝑈, se

cumple

a) La suma

𝑛

es continua

b) La función (𝑓. 𝑔): 𝑈 ⊂ 𝐼𝑅

𝑛

→ 𝐼𝑅 /(𝑓. 𝑔)(𝑥) = 𝑓(𝑥). 𝑔(𝑥) es continua

c) La función

𝑓

𝑔

𝑛

𝑓

𝑔

𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)

es continua ∀ 𝑥 ∈ 𝑈/𝑔(𝑥) ≠ 0

Definición: Las funciones que contienen únicamente términos de la forma

𝑛

𝑚

se llaman funciones polinomiales y son continuas en todo su dominio,

es decir: 𝐼𝑅

2

Ejemplos: 1) 𝑓

= 2 𝑥 − 𝑦 es una función de 2 variables cuya gráfica es

un plano, es continua en 𝐼𝑅

2

, pues es una función polinomial.

𝑥

2

9

𝑦

2

16

es continua en 𝐼𝑅

2

, su gráfica es un paraboloide elíptico.

2

2

3

5

es continua en 𝐼𝑅

2

2

𝑦 es continua en 𝐼𝑅

3

Definición: Una función racional es el cociente de dos funciones polinomiales

de la forma 𝑅(𝑥, 𝑦) =

𝑃(𝑥,𝑦)

𝑄(𝑥,𝑦)

son continuas en 𝐼𝑅

2

menos los puntos donde se

anula el denominador

Ejemplos: 1) 𝑓

𝑥+𝑦

𝑥

es continua en 𝐼𝑅

2

menos el eje Y

𝑥

4

𝑦

𝑥

2

+𝑦

es continua en 𝐼𝑅

2

2

Otros ejemplos:

𝑥

3

𝑦

4

𝑥

4

+𝑦

4

es continua en( 0 , 0 )?

Sol. Si 𝐶

1

: 𝑦 = 𝑚𝑥, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠: lim

𝑥→ 0

𝑦→ 0

𝑥

3

𝑦

4

𝑥

4

+𝑦

4

= lim

𝑥→ 0

𝑥

7

𝑚

4

𝑥

4

( 1 +𝑚

4

)

= lim

𝑥→ 0

𝑥

3

𝑚

4

1 +𝑚

4

Si 𝐶 2

2

, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠: lim

𝑥→ 0

𝑦→ 0

𝑥

3

𝑦

4

𝑥

4

+𝑦

4

= lim

𝑥→ 0

𝑥

11

𝑚

4

𝑥

4

( 1 +𝑚

4

𝑥

4

)

= lim

𝑥→ 0

𝑥

7

𝑚

4

1 +𝑚

4

𝑥

4

Además, 𝑓

= 0. Por definición verificar que lim

𝑥→ 0

𝑦→ 0

𝑥

3

𝑦

4

𝑥

4

+𝑦

4

𝑥

3

𝑦

4

𝑥

4

+𝑦

4

− 0 | < 𝜀, siempre que

2 𝑥

𝑥

2

4

+𝑦

2

− 1

2 𝑦

𝑥

2

  • 1 −𝑦

𝑥

√𝑥−𝑦

𝑥𝑦

√𝑥

2

+𝑦

2

− 25

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

2

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

2

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

2

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

4

2

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

2

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

3

3

2

2

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

2

3

3

  1. Determinar si f es continua en (0, 0)

2

2

2