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Derivadas Laterales, Apuntes de Matemáticas

Apuntes sobre el tema de derivadas laterales

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 10/08/2020

annie-ponce
annie-ponce 🇨🇴

1 documento

1 / 15

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bg1
De los limites infinitos se tiene
1.
lim
x→ x
0
+¿
f(x¿)=+ ¿¿
¿
si f(x) crece ilimitadamente cuando x se aproxima por
la derecha de
x
0
2.
lim
x→ x
0
¿
f(x¿)=+¿ ¿
¿
si f(x) crece ilimitadamente cuando x se aproxima por
la izquierda de
x
0
3.
lim
x→ x
0
+¿
f(x¿)=−¿¿
¿
si f(x) decrece ilimitadamente cuando x se aproxima
por la derecha de
x
0
4.
lim
x→ x
0
¿
f(x¿)=−¿¿
¿
si f(x) decrece ilimitadamente cuando x se aproxima
por la izquierda de
x0
Nota: En todos estos casos se indica que f(x) diverge a +
o -
Asintota vertical
Definicion. La recta
x=x0
es una asintota vertical a la grafica de la
funcion f si se cumple por lo menos uno de los siguientes límites:
1.
2.
lim
x→ x
0
f(x¿)=−¿
3.
lim
x→ x
0
+¿
f(x¿)=+ ¿¿
¿
4.
lim
x→x0
+¿f(x¿)=−¿¿
¿
5.
lim
x→ x
0
¿
f(x¿)=+¿ ¿
¿
6.
lim
x→ x
0
¿
f(x¿)=−¿¿
¿
Formas indeterminadas
I)
1.
C
0
+¿
=+¿
si
c>0
2.
C
0
¿
=−¿
si
c>0
3.
C
0
+¿
=−¿
si
c<0
4.
C
0
¿
=+¿
si
c<0
II)
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff

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¡Descarga Derivadas Laterales y más Apuntes en PDF de Matemáticas solo en Docsity!

De los limites infinitos se tiene

lim

x→ x

0

  • ¿

f ( x¿)=+ ∞ ¿¿

si f(x) crece ilimitadamente cuando x se aproxima por

la derecha de

x

0

lim

x→ x 0

−¿

f (x¿)=+∞ ¿ ¿

si f(x) crece ilimitadamente cuando x se aproxima por

la izquierda de

x

0

lim

x→ x 0

  • ¿

f (x ¿)=−∞ ¿¿

si f(x) decrece ilimitadamente cuando x se aproxima

por la derecha de

x

0

lim

x→ x

0

−¿

f (x¿)=−∞ ¿¿

si f(x) decrece ilimitadamente cuando x se aproxima

por la izquierda de

x

0

Nota: En todos estos casos se indica que f(x) diverge a +

o -

Asintota vertical

Definicion. La recta

x=x

0 es una asintota vertical a la grafica de la

funcion f si se cumple por lo menos uno de los siguientes límites:

lim

x→ x

0

f (x ¿)=+∞ ¿

lim

x→ x

0

f (x ¿)=−∞ ¿

lim

x→ x

0

  • ¿

f ( x¿)=+ ∞ ¿¿

lim

x→ x

0

  • ¿

f (x ¿)=−∞ ¿¿

lim

x→ x

0

−¿

f (x¿)=+∞ ¿ ¿

lim

x→ x

0

−¿

f (x¿)=−∞ ¿¿

Formas indeterminadas

I)

C

+¿

si

c > 0

C

−¿

si

c > 0

C

+¿

si

c < 0

C

−¿

si

c < 0

II)

+L=+

, L constante

+L=-

, L constante

L=+

, L

L=-

, L

L=-

, L

L=+

, L

L

, L

L

, L

L

+¿ ¿

, L

L

−¿¿

, L

III)

1. Si

n N

n

2. Si

n N

y par ,

n

3. Si

n N

e impar ,

n

9. Si

lim

x→ x

0

f (x)= 0

. Entonces

i)

lim

x→ x 0

senf (x)

f (x )

ii)

lim

x→ x

0

arcsenf ( x )

f (x )

iii)

lim

x→ x

0

tanf (x )

f ( x )

iv)

lim

x→ x

0

arctanf (x )

f (x)

v)

lim

x→ x

0

1 −cosf ( x)

f

2

(x )

Límites de funciones exponenciales y logarítmicas

Para todo número real a, se cumple

lim

x→ a

e

x

=e

a

lim

x→ a

lnx=lna , a> 0

lim

n →+∞

(

a

n

)

n

=e

a

( n número entero)

lim

x→ ∞

(

a

x

)

x

=lim

y → 0

1 + ay

1 / y

=¿ e

a

5. Si

lim

x→ x 0

f ( x ) = 0 ,

con

f ( x ) ≠ 0 , x ≠ x

0 entonces

lim

x→ x

0

[ 1 +f ( x)]

1

f (x)

=e

lim

x → 0

ln ( 1 + x)

x

lim

x→+∞

a

x

=+∞ , a> 1

lim

x→+∞

a

x

=0, 0 <a< 1

lim

x → 0

a

x

x

=lna

Teorema. Supongamos que

lim

x→ x 0

f (x ¿)=L> 0 ¿

y

lim

x→ x 0

g( x ¿)=M ¿

Llamemos

lim

x→ x

0

f ( x)

g( x)

=K ,

si existe.

Se cumplen:

1. Si

L

y

M

son numeros reales

K= lim

x → x 0

f (x )

lim

x →x 0

g (x)

L

M

2. Si

L ≠ 1

y

M=± ∞ ⇒ K =¿
L

M

=L

±∞

(0 o

3. Si

L= 1

y

M =± ∞ ⇒

K=e

lim

x→ x 0

( f ( x)− 1 ) g( x)

Si

lim

x→ x

0

g( x ¿)=L ¿

(existe) y

f

es continua en

L

, entonces

lim

x→ x

0

(f g)( x ¿)= lim

x→ x

0

f ( g(x ¿))=f ¿ ¿ ¿

Ejemplo. Sean las funciones f

x

=x

2

y g

x

=x

2

+ 3 x.

Halle

lim

x → 1

(f g)( x¿) ¿

Continuidad lateral

Continuidad por derecha. Se dice que la función f es continua por la

derecha en el punto

x

0 si y sólo si se cumplen las tres condiciones

i)

f (x

0

existe

ii)

lim

x→ x 0

  • ¿

f ( x¿)¿ ¿

existe

iii

¿ lim

x→ x 0

  • ¿

f (x ¿)= f (x 0

)¿¿

Continuidad por izquierda. Se dice que la función f es continua por la

izquierda en el punto

x

0

si y sólo si se cumplen las tres condiciones

i)

f (x

0

existe

ii)

lim

x→ x

0

−¿

f (x¿)¿¿

existe

iii

¿ lim

x→ x

0

−¿

f (x¿)=f (x

0

)¿ ¿

Definición (Continuidad en un intervalo abierto)

Se dice que la función f es continua en un intervalo abierto

I

Si f es continua en cada punto

x

0 del intervalo.

Definición (Continuidad en un intervalo cerrado)

Se dice que la función f es continua en un intervalo cerrado [a,b] si y

sólo si f es continua en el intervalo abierto <a,b>, y es continua por la

derecha en a y continua por la izquierda en b.

Propiedades. Sean f(x) y g(x) dos funciones continuas en

x

0 y C una

constante. Entonces

1. C f(x) es continua en

x

0

2. f(x)

g(x) es continua en

x

0

3. f(x).g(x) es continua en

x

0

f (x )

g ( x)

es continua en

x

0 , siempre que

g(x

0

Funciones continuas importantes

Son continuas

1. La función polinomial

f

x

=a

0

+a

1

x+ …+a

n

x

n

, x R

2. La función racional

f ( x )=

a

0

  • a

1

x+ …+a

n

x

n

b

0

  • b

1

x +…+ b

m

x

m

, x R

iii

¿ lim

x→ x

0

f ( x ¿)≠ f ( x

0

( si existen :

lim

x→ x

0

f (x ¿)¿

y

f (x

0

Discontinuidad removible o evitable

Se dice que la función f(x) tiene discontinuidad removible o evitable

en

x

0 si se cumple alguna de las dos condiciones:

lim

x→ x

0

f (x ¿)¿

existe y

f (x

0

existe, pero

lim

x→ x

0

f (x ¿)≠ f ( x

0

lim

x→ x 0

f (x ¿)¿

existe y

f (x

0

no existe

Obs. Si la discontinuidad es removible o evitable, podemos definir

f

¿

( x )=¿

f

¿

( x )

resulta continua en

x

f

¿

( x )

se llama extension continua de f(x)

en

x

0

Discontinuidad esencial

Un punto

x

0

∈ R

se dice que es de discontinuidad inevitable o esencial

si se cumple alguna de las dos condiciones:

lim

x→ x 0

f (x ¿)¿

no existe (pero sus limites laterales existen y son

diferentes) y

f (x

0

existe

lim

x→ x 0

f (x ¿)¿

no existe ( es decir,

lim

x→ x 0

f (x ¿)¿

  • ∞(o−∞) ¿

y

f (x

0

existe

Derivadas laterales

Definición. Sea

f ( x)

una función. Se llama

1. Derivada lateral por la izquierda de

f

en el punto

x

0

Domf

, denotada por

f

−¿

'

( x

0

)¿ al límite

f

−¿

'

( x

0

)= lim

h→ 0

−¿

f ( x 0

+h)−f (x 0

)

h

= lim

x→ x 0

−¿

f ( x)−f (x 0

)

x−x 0

¿

¿¿

Siempre que el límite exista.

Definición. Sea

f ( x)

una función. Se llama

2. Derivada lateral por la derecha de

f

en el punto

x

0

Domf

, denotada por

f

+¿

'

( x

0

)¿ al límite

f

+¿

'

( x

0

)= lim

h → 0

+¿

f ( x 0

+h)−f (x 0

)

h

= lim

x→ x 0

+¿

f (x) −f ( x 0

)

x−x 0

¿

¿¿

Siempre que el límite exista.

Derivación y continuidad

Teorema. Sea

f

la función definida en un intervalo abierto I,

x

0

∈ I

. Entonces

f

es diferenciable en

x

0

si y solo si las derivadas laterales existen y son iguales,

es decir

d

dx

( x

r

) =r x

r − 1

, r R

Derivada de algunas funciones básicas

1. Si

f ( x )=c ,

donde c es una constante, entonces

dc

dx

2. Si

y=

f ( x)

es derivable en

x

, con

f (x) ≠ 0,

entonces

dy

dx

−f

'

(x)

[

f (x ) ]

2

3. Si

y=|f (x )|

es derivable en

x

, con

f (x) ≠ 0,

entonces

dy

dx

f ( x )

|f ( x )|

. f

'

(x )

4. Si

y=a

n

x

n

  • a

n− 1

x

n− 1

+…+a

2

x

2

  • a

1

x+ a

0

entonces

dy

dx

=na

n

x

n− 1

+(n− 1 )a

n− 1

x

n − 2

+…+ 2 a

2

x +a

1

Derivadas de funciones trigométricas directas

Las funciones trigométricas son derivables en algún punto de su dominio

d

dx

( senx )=cosx

d

dx

( cscx ) =−cscx cotx

d

dx

( cosx ) =−senx

d

dx

( secx )=secxtanx

d

dx

( tanx )=sec

2

x

d

dx

( cotx )=−csc

2

x

Derivada de la composición de funciones- Regla de la cadena

Teorema. Si

g

es derivable en

x

y

f

es derivable en

g( x )

, entonces

la función compuesta

h=f g

es derivable en

x

y su derivada es

h

'

x

=f

'

( g

x

). g

'

x

; x Domg

*) Si

y=f ( w ) , w=h ( u) y u=g( x )

son funciones derivables, entonces la

derivada de la funcion compuesta

y=f (h

g ( x )

se obtiene mediante la

expresión

dy

dx

dy

dw

dw

du

du

dx

y se le denomina regla de la cadena.

Obs. Esquema de la regla de cadena

x → u → w → y

Derivadas de funciones trigonométricas (en general)

Si

u=u( x)

es una función derivable en

R

, las derivadas de las funciones

trigonométricas cumplen las siguientes propiedades.

[ sen(u)]

'

=cos (u)u

'

( x )

[

csc (u) ]

'

=−csc (u ) cot ( u ) u

'

( x )

3. [

cos (u) ]

'

=−sen ¿

4.[

sec (u) ]

'

=sec ( u) tan ( u) u

'

(x)

5. [

tan (u) ]

'

=sec

2

6.[

cot (u) ]

'

=−csc

2

Derivadas implícita

Una ecuación implícita entre las variables

x

e

y

se escribe de la forma

F ( x , y )=0,