Calculo de Limites(Formas Indeterminadas)

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  • Prof. Olinto R Lpez Email: [email protected]

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    Calculo de limites (Formas Indeterminadas) En el calculo de limites, (en algunos casos) se presentan las formas indeterminadas de la forma:

    0 , 0 , 0 , , 0 , 1 , 00,,0

    0.La siguiente tabla presenta el tipo de limite, la forma

    indeterminada, los diferentes casos, una explicacin de cmo se puede tratar cada caso y un ejemplo.

    Limite Forma indet.

    Casos Ejemplo

    g(x)

    f(x) lim

    0x x

    0

    0

    1.1 Si f(x) y g(x) son expresiones tipo polinomio, se factorizan y luego se elimina el factor comn . Ejemplo : calcular el limite

    2xx

    6x5xlim

    2

    2

    2x

    Si se sustituye x = 2, se obtiene la

    indeterminacin de la forma 0

    0

    )1x)(2x(

    )3x)(2x(lim

    2xx

    6x5xlim

    2x2

    2

    2x

    =3

    1

    12

    32

    1x

    3xlim

    2x

    1.2. Si f(x) 0 g(x) son expresiones con radicales se debe multiplicar al numerador y denominador por el factor racionalizante de f(x) o g(x). Ejemplo: Calcular el limite

    1z

    1zlim

    3

    1z

    Si se sustituye z =1, se obtiene la

    indeterminacin de la forma 0

    0.

    1z

    1zlim

    3

    1z=

    1zz

    1zz

    1z

    1zlim

    33 2

    33 23

    1z

    =

    )1zz)(1z(

    1zlim

    33 2

    =

    3

    1

    1zz

    1lim

    33 21z

    1.3. Si f(x) o g(x) son expresiones con logaritmos se debe aplicar antilogaritmos para trasformar la expresin. Se puede utilizar los resultados:

    i)k

    1

    0e)k1(lim

    ii)kn

    ne)

    n

    k1(lim

    Ejemplo : u

    )u1ln(lim

    0u

    Si se sustituye u =0, se obtiene la

    indeterminacin de la forma 0

    0.

    Se aplica : )uln(M

    )uln( M

    1

    u

    1

    0u0u)u1ln(lim

    u

    )u1ln(lim

    = ])u1(limln[ u

    1

    0u

    = )eln( = 1

  • Prof. Olinto R Lpez Email: [email protected]

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    Limite Forma indet.

    Casos Ejemplo

    g(x)

    f(x) lim

    0x x

    0

    0

    1.4. Si f(x) o g(x) son expresiones de tipo exponencial se debe aplicar un buen cambio de variable para transformar la expresin en otra que contenga solo expresiones con logaritmos. Ejemplo

    p

    1alim

    p

    0p

    Si se sustituye p = 0, se obtiene la

    indeterminacin de la forma 0

    0.

    Se puede aplicar el cambio de variable:

    )z1ln(p

    z1ap

    01az 0

    p

    1alim

    p

    0p=

    )z1ln(

    zlim

    0z

    =

    z

    )z1ln(lim

    1lim

    0z

    0z

    =

    ))z1(limln(

    1

    z

    1

    0z

    = 1)eln(

    1

    5. Si f(x) o g(x) son expresiones trigonometricas, se deben aplicar identidades trigonometricas , para luego simplificar. Nota: se puede utilizar el

    resultado: u

    )u(senlim

    0u=1

    Ejemplo: )xcos(1

    )x(senlim

    2

    0x

    Si se sustituye x = 0, se obtiene la

    indeterminacin de la forma 0

    0.

    Se puede utilizar la identidad: Sen

    2(x)=1-cos

    2(x)=(1-cos(x))(1+ cos(x))

    )xcos(1

    )x(senlim

    2

    0x

    = )xcos(1

    ))xcos(1))(xcos(1(lim

    0x

    = ))xcos(1(lim0x

    = 1+cos(0) = 1+1 = 2

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    Limite Forma indet. Casos Ejemplo

    g(x)

    f(x) lim

    0x x

    1.1 Si f(x) y g(x) son expresiones tipo polinomio, se divide cada uno de los trminos del numerador y denominador entre la variable elevada al mayor exponente . Se utiliza el resultado:

    ;0x

    klim

    nx si n > 0

    Ejemplo : calcular el limite

    2xx2

    6x5x5lim

    2

    2

    x

    Si x , tanto el numerador tiende

    a por lo que se obtiene la

    indeterminacin de la forma

    222

    2

    222

    2

    x2

    2

    x

    x

    2

    x

    x

    x

    x2

    x

    6

    x

    x5

    x

    x5

    lim2xx2

    6x5x5lim

    =2

    5

    002

    005

    x

    2

    x

    12

    x

    6

    x

    55

    lim

    2

    2

    2x

    1.2. Si f(x) 0 g(x) son expresiones con radicales se procede igual que en el caso anterior pero al dividir el radical entre la variable elevado al mayor exponente, se introduce esta elevada al ndice del radical. Ejemplo: Calcular el limite

    1z5z3z5z

    3z2zzzlim

    24 8

    23 6

    z

    Si z , tanto el numerador tiende a

    por lo que se obtiene la

    indeterminacin de la forma

    En este caso el mayor exponente para la variable z es 2, ya que :

    24 823 6 zz;zz

    1z5z3z5z

    3z2zzzlim

    24 8

    23 6

    z=

    222

    2

    2

    4 8

    222

    2

    2

    3 6

    z

    z

    1

    z

    z5

    z

    z3

    z

    z5z

    z

    3

    z

    z2

    z

    z

    z

    zz

    lim =

    24

    88

    8

    23

    66

    6

    z

    z

    1

    z

    153

    z

    z5

    z

    z

    z

    3

    z

    121

    z

    z

    z

    z

    lim =

    24

    7

    23

    5

    z

    z

    1

    z

    53

    z

    51

    z

    3

    z

    21

    z

    11

    lim =

    00301

    00101

    4

    3 =

    2

    1

    4

    2

    31

    11

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    Limite Forma Indet.

    Caso Ejemplo

    0xlim f(x) - g(x)

    x

    -

    1.1 Si f(x) y g(x) son expresiones tipo fraccin, se procede a restar la fracciones lo cual nos conduce al caso de la forma

    indeterminada

    )(x)g

    (xg

    (x)f

    (x)f lim

    2

    1

    2

    1

    0x x=

    (x)(x)gf

    (x)(x)gf-(x)(x)gf lim

    22

    1221

    0x x

    Ejemplo :

    2 4x 0

    1 1lim

    x x

    Como 2x 0

    1lim

    x= ,

    4x 0

    1lim

    x=;

    se obtiene la indeterminacin .

    2 4x 0

    1 1lim

    x x

    = 2

    4x 0

    x 1lim

    x

    Como 2

    x 0lim 1 x = 0 1 = -1,

    4

    x 0lim x = 0

    se obtiene que

    2 4x 0

    1 1lim

    x x

    = -

    1.2. Si f(x) 0 g(x) son expresiones con radicales se multiplica y divide por el factor racionalizante de la expresin Ejemplo: Calcular el limite

    x3)2x)(1x(limx

    Si x , tanto el numerador tiende a

    por lo que se obtiene la indeterminacin de la forma - En este caso se multiplica y divide por el factor racionalizante :

    x3)2x)(1x(

    x3)2x)(1x(

    x3)2x)(1x(x3)2x)(1x(lim

    x=

    x3)2x)(1x(

    x9)2x)(1x(lim

    2

    x =

    x3)2x)(1x(

    x92x3xlim

    22

    x =

    x3)2x)(1x(

    2x3x8lim

    2

    x =

    x

    3)

    x

    2

    x

    1)(

    x

    1

    x

    1(

    x

    2

    x

    38

    lim

    4343

    2

    x = -

  • Prof. Olinto R Lpez Email: [email protected]

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    Limite Forma indet.

    Caso Ejemplo

    0

    g(x)

    xlim f(x)

    x

    1

    Si .

    0x xLim f(x) = 1 ;

    0x xLim g(x) =

    Se utiliza el resultado:

    0

    g(x)lim f(x)

    x x =

    x x0

    lim g(x)[f(x)-1]e Ejemplo : calcular el limite

    2x 51

    2limx

    xx

    Si x , la base tiende a 1; y el

    exponente tiende a por lo que se obtiene

    la indeterminacin de la forma : 1 .

    2x 51

    2limx

    xx

    =x

    x-1lim (2x-5)[ -1]

    x+2e

    =x

    x-1-x-2lim (2x-5)[ ]

    x+2e

    =x

    -3lim (2x-5)[ ]

    x+2e

    = x

    -6x+15lim

    x+2e

    =

    x

    15-6+

    xlim2

    1+xe

    =

    6 0

    1 0e

    = 6e

    0

    0

    00

    Estos casos sern tratados con el Teorema de L`Hopital, para obtener su solucin (en caso de que exista).