Capítulo 2

Capítulo 2

Punto de control

2.1

2,25

2.2

12,006001

2.3

16 unidad2

2.4

lím x → 1 1 x – 1 x – 1 = –1 lím x → 1 1 x – 1 x – 1 = –1

2.5

lím x → 2 h ( x ) = −1 . lím x → 2 h ( x ) = −1 .

2.6

límx→2 |x2 −4|x−2 límx→2 |x2 −4|x−2 no existe.

2.7

a. límx→2 −|x2 −4|x−2 =−4;límx→2 −|x2 −4|x−2 =−4; b. límx→2 +|x2 −4|x−2 =4límx→2 +|x2 −4|x−2 =4

2.8

a. límx→0−1x2 =+∞;límx→0−1x2 =+∞; b. límx→0+1x2 =+∞;límx→0+1x2 =+∞; c. límx→01x2 =+∞límx→01x2 =+∞

2.9

a. límx→2 –1(x−2 )3=−∞;límx→2 –1(x−2 )3=−∞; b. límx→2 +1(x−2 )3=+∞;límx→2 +1(x−2 )3=+∞; c. límx→2 1(x−2 )3límx→2 1(x−2 )3 (does not exist, DNE). La línea x=2 x=2 es la asíntota vertical de f(x)=1/(x−2 )3.f(x)=1/(x−2 )3.

2.10

No existe.

2.11

11 10 11 10

2.12

−13;

2.13

1 3 1 3

2.14

1 4 1 4

2.15

−1;

2.16

1 4 1 4

2.17


El gráfico de una función a trozos con tres segmentos. La primera es una función lineal, -x-2, para x<-1. La intersección x está en (–2,0), y hay un círculo abierto en (–1,–1). El siguiente segmento es simplemente el punto (–1, 2). El tercer segmento es la función x^3 para x > –1, que cruzó el eje x y el eje y en el origen.


límx→−1−f(x)=–1límx→−1−f(x)=–1

2.18

+∞

2.19

0

2.20

0

2.21

f no es continua en 1 porque f(1)=2 ≠3=límx→1f(x).f(1)=2 ≠3=límx→1f(x).

2.22

f(x)f(x) es continua en todo número real.

2.23

Discontinua en 1; removible

2.24

[ −3 , + ∞ ) [ −3 , + ∞ )

2.25

0

2.26

f(0)=1>0,f(1)=−2<0;f(x)f(0)=1>0,f(1)=−2<0;f(x) es continua en [0,1].[0,1]. Debe tener un cero en este intervalo.

2.27

Supongamos que ε>0;ε>0; elija δ=ε3;δ=ε3; asuma que 0<|x−2 |<δ.0<|x−2 |<δ.

Así, |(3x−2 )−4|=|3x−6|=|3|.|x−2 |<3.δ=3.(ε/3)=ε.|(3x−2 )−4|=|3x−6|=|3|.|x−2 |<3.δ=3.(ε/3)=ε.

Por lo tanto, límx→2 3x−2 =4.límx→2 3x−2 =4.

2.28

Elija δ=min{9−(3−ε)2 ,(3+ε)2 −9}.δ=min{9−(3−ε)2 ,(3+ε)2 −9}.

2.29

| x 2 – 1 | = | x – 1 | . | x + 1 | < ε / 3 . 3 = ε | x 2 – 1 | = | x – 1 | . | x + 1 | < ε / 3 . 3 = ε

2.30

δ = ε 2 δ = ε 2

Sección 2.1 ejercicios

1.

a. 2,2100000; b. 2,0201000; c. 2,0020010; d. 2,0002000; e. (1,1000000, 2,2100000); f. (1,0100000, 2,0201000); g. (1,0010000, 2,0020010); h. (1,0001000, 2,0002000); i. 2,1000000; j. 2,0100000; k. 2,0010000; l. 2,0001000

3.

y = 2 x y = 2 x

5.

3

7.

a. 2,0248457; b. 2,0024984; c. 2,0002500; d. 2,0000250; e. (4,1000000,2,0248457); f. (4,0100000,2,0024984); g. (4,0010000,2,0002500); h. (4,00010000,2,0000250); i. 0,24845673; j. 0,24984395; k. 0,24998438; l. 0,24999844

9.

y = x 4 + 1 y = x 4 + 1

11.

π

13.

a. –0,95238095; b. –0,99009901; c. –0,99502488; d. –0,99900100; e. (–1;.0500000,–0;.95238095); f. (–1;.0100000,–0;.9909901); g. (–1;.0050000,–0;.99502488); h. (1,0010000,–0;.99900100); i. –0,95238095; j. –0,99009901; k. –0,99502488; l. –0,99900100

15.

y = − x − 2 y = − x − 2

17.

−49 m/s (la velocidad de la pelota es de 49 m/s hacia abajo)

19.

5,2 m/s

21.

−9,8 m/s

23.

6 m/s

25.

Por debajo, 1 unidad2; por encima: 4 unidad2. El área exacta de los dos triángulos es 12 (1)(1)+12 (2 )(2 )=2,5unidades2 .12 (1)(1)+12 (2 )(2 )=2,5unidades2 .

27.

Por debajo, 0,96 unidad2; por encima, 1,92 unidad2. El área exacta del semicírculo de radio 1 es π(1)2 2 =π2 π(1)2 2 =π2 unidad2.

29.

Aproximadamente 1,3333333 unidad2

Sección 2.2 ejercicios

31.

límx→1f(x)límx→1f(x) no existe porque límx→1−f(x)=−2≠límx→1+f(x)=2 .límx→1−f(x)=−2≠límx→1+f(x)=2 .

33.

lím x → 0 ( 1 + x ) 1 / x = 2,7183 lím x → 0 ( 1 + x ) 1 / x = 2,7183

35.

a. 1,98669331; b. 1,99986667; c. 1,99999867; d. 1,99999999; e. 1,98669331; f. 1,99986667; g. 1,99999867; h. 1,99999999 límx→0sen2 xx=2 límx→0sen2 xx=2

37.

lím x → 0 sen a x x = a lím x → 0 sen a x x = a

39.

a. –0,80000000; b. –0,98000000; c. –0,99800000; d. –0,99980000; e. –1,2000000; f. –1,0200000; g. –1,0020000; h. –1,0002000 límx→1(1−2 x)=–1límx→1(1−2 x)=–1

41.

a. -37,931934; b. -3377,9264; c. -333.777,93; d. -33.337.778; e. -29,032258; f. -3289,0365; g. -332.889,04; h. -33.328.889 límx→0z–1z2 (z+3)=−∞límx→0z–1z2 (z+3)=−∞

43.

a. 0,13495277; b. 0,12594300; c. 0,12509381; d. 0,12500938; e. 0,11614402; f. 0,12406794; g. 0,12490631; h. 0,12499063 ∴límx→2 1−2 xx2 −4=0,1250=18∴límx→2 1−2 xx2 −4=0,1250=18

45.

a. 10,00000; b. 100,00000; c. 1.000,0000; d. 10.000,000; estimación: límα→0+1αcos(πα)=∞,límα→0+1αcos(πα)=∞, resultado: DNE

Un gráfico de la función (1/alfa) * cos (pi / alfa), que oscila suavemente hasta el intervalo [–0,2, 0,2], donde oscila rápidamente, yendo al infinito y al infinito negativo a medida que se acerca al eje y.
47.

Falso; límx→−2+f(x)=+∞límx→−2+f(x)=+∞

49.

Falso; límx→6f(x)límx→6f(x) DNE ya que límx→6−f(x)=2 límx→6−f(x)=2 y límx→6+f(x)=5.límx→6+f(x)=5.

51.

2

53.

1

55.

1

57.

DNE

59.

0

61.

DNE

63.

2

65.

3

67.

DNE

69.

0

71.

−2

73.

DNE

75.

0

77.

Las respuestas pueden variar.

Un gráfico de una función por partes con dos segmentos. El primer segmento se encuentra en el cuadrante tres y va asintóticamente al infinito negativo en el eje y y a 0 en el eje x. El segundo segmento consta de dos curvas. La primera parece ser la mitad izquierda de una parábola de apertura ascendente con vértice en (0, 1). La segunda parece ser la mitad derecha de una parábola de apertura descendente con vértice en (0, 1) también.
79.

Las respuestas pueden variar.

Gráfico con dos curvas. La primera va a 2 asintóticamente a lo largo de y=2 y al infinito negativo a lo largo de x = -2. La segunda va al infinito negativo a lo largo de x=-2 y a 2 a lo largo de y=2.
81.

a. ρ2 ρ2 b. ρ1ρ1 c. DNE a menos que ρ1=ρ2 .ρ1=ρ2 . Cuando se acerca a xSFxSF desde la izquierda, se encuentra en la zona de alta densidad de la onda expansiva. Cuando se acerca por la derecha, aún no ha experimentado el "choque" y está en una densidad más baja.

Sección 2.3 ejercicios

83.

Utilice la ley del múltiplo constante y la ley de la diferencia: límx→0(4x2 −2 x+3)=4límx→0x2 −2 límx→0x+límx→03=3límx→0(4x2 −2 x+3)=4límx→0x2 −2 límx→0x+límx→03=3

85.

Utilice la ley de la raíz límx→−2x2 −6x+3=límx→−2(x2 −6x+3)=19límx→−2x2 −6x+3=límx→−2(x2 −6x+3)=19

87.

49

89.

1

91.

− 5 7 − 5 7

93.

límx→4x2 −16x−4=16−164−4=00;límx→4x2 −16x−4=16−164−4=00; entonces, límx→4x2 −16x−4=límx→4(x+4)(x−4)x−4=8límx→4x2 −16x−4=límx→4(x+4)(x−4)x−4=8

95.

límx→63x−182 x−12=18−1812−12=00;límx→63x−182 x−12=18−1812−12=00; entonces, límx→63x−182 x−12=límx→63(x−6)2 (x−6)=32 límx→63x−182 x−12=límx→63(x−6)2 (x−6)=32

97.

límx→9t−9t−3=9−93−3=00;límx→9t−9t−3=9−93−3=00; entonces, límt→9t−9t−3=límt→9t−9t−3t+3t+3=límt→9(t+3)=6límt→9t−9t−3=límt→9t−9t−3t+3t+3=límt→9(t+3)=6

99.

límθ→πsenθtanθ=senπtanπ=00;límθ→πsenθtanθ=senπtanπ=00; entonces, límθ→πsenθtanθ=límθ→πsenθsenθcosθ=límθ→πcosθ=–1límθ→πsenθtanθ=límθ→πsenθsenθcosθ=límθ→πcosθ=–1

101.

límx→1/2 2 x2 +3x−2 2 x–1=12 +32 −2 1−1=00;límx→1/2 2 x2 +3x−2 2 x–1=12 +32 −2 1−1=00; entonces, límx→1/2 2 x2 +3x−2 2 x–1=límx→1/2 (2 x–1)(x+2 )2 x–1=52 límx→1/2 2 x2 +3x−2 2 x–1=límx→1/2 (2 x–1)(x+2 )2 x–1=52

103.

−∞

105.

−∞

107.

lím x → 6 2 f ( x ) g ( x ) = 2 lím x → 6 f ( x ) lím x → 6 g ( x ) = 72 lím x → 6 2 f ( x ) g ( x ) = 2 lím x → 6 f ( x ) lím x → 6 g ( x ) = 72

109.

lím x → 6 ( f ( x ) + 1 3 g ( x ) ) = lím x → 6 f ( x ) + 1 3 lím x → 6 g ( x ) = 7 lím x → 6 ( f ( x ) + 1 3 g ( x ) ) = lím x → 6 f ( x ) + 1 3 lím x → 6 g ( x ) = 7

111.

lím x → 6 g ( x ) − f ( x ) = lím x → 6 g ( x ) − lím x → 6 f ( x ) = 5 lím x → 6 g ( x ) − f ( x ) = lím x → 6 g ( x ) − lím x → 6 f ( x ) = 5

113.

lím x → 6 [ ( x + 1 ) f ( x ) ] = ( lím x → 6 ( x + 1 ) ) ( lím x → 6 f ( x ) ) = 28 lím x → 6 [ ( x + 1 ) f ( x ) ] = ( lím x → 6 ( x + 1 ) ) ( lím x → 6 f ( x ) ) = 28

115.


El gráfico de una función por partes con dos segmentos. El primero es la parábola x^2, que existe para x<=3. El vértice está en el origen, se abre hacia arriba, y hay un círculo cerrado en el punto final (3,9). El segundo segmento es la línea x+4, que es una función lineal que existe para x > 3. Hay un círculo abierto en (3, 7), y la pendiente es 1.


a. 9; b. 7

117.


El gráfico de una función por partes con dos segmentos. El primer segmento es la parábola x^2 - 2x + 1, para x < 2. Se abre hacia arriba y tiene un vértice en (1,0). El segundo segmento es la línea 3-x para x>= 2. Tiene una pendiente de -1 y una intersección x en (3,0).


a. 1; b. 1

119.

lím x → −3 − ( f ( x ) − 3 g ( x ) ) = lím x → −3 − f ( x ) − 3 lím x → −3 − g ( x ) = 0 + 6 = 6 lím x → −3 − ( f ( x ) − 3 g ( x ) ) = lím x → −3 − f ( x ) − 3 lím x → −3 − g ( x ) = 0 + 6 = 6

121.

lím x → −5 2 + g ( x ) f ( x ) = 2 + ( lím x → −5 g ( x ) ) lím x → −5 f ( x ) = 2 + 0 2 = 1 lím x → −5 2 + g ( x ) f ( x ) = 2 + ( lím x → −5 g ( x ) ) lím x → −5 f ( x ) = 2 + 0 2 = 1

123.

lím x → 1 f ( x ) − g ( x ) 3 = lím x → 1 f ( x ) − lím x → 1 g ( x ) 3 = 2 + 5 3 = 7 3 lím x → 1 f ( x ) − g ( x ) 3 = lím x → 1 f ( x ) − lím x → 1 g ( x ) 3 = 2 + 5 3 = 7 3

125.

lím x → −9 ( x f ( x ) + 2 g ( x ) ) = ( lím x → −9 x ) ( lím x → −9 f ( x ) ) + 2 lím x → −9 ( g ( x ) ) = ( −9 ) ( 6 ) + 2 ( 4 ) = −46 lím x → −9 ( x f ( x ) + 2 g ( x ) ) = ( lím x → −9 x ) ( lím x → −9 f ( x ) ) + 2 lím x → −9 ( g ( x ) ) = ( −9 ) ( 6 ) + 2 ( 4 ) = −46

127.

El límite es cero

Gráfico de tres funciones sobre el dominio [-1,1], coloreadas en rojo, verde y azul como sigue: rojo: theta^2, verde: theta^2 * cos (1/theta), y azul: - (theta^2). Las funciones roja y azul se abren hacia arriba y hacia abajo respectivamente, como parábolas con vértices en el origen. La función verde está atrapada entre las dos.
129.

a.

Gráfico de una función con dos curvas. El primero está en el cuadrante dos y se curva asintóticamente hacia el infinito en el eje y y hacia 0 en el eje x cuando x va hacia el infinito negativo. El segundo está en el cuadrante uno y se curva asintóticamente hacia el infinito en el eje y y hacia 0 en el eje x cuando x va al infinito.


b. ∞. Al acercarse a la partícula q la magnitud del campo eléctrico se vuelve infinita. No tiene sentido físico evaluar la distancia negativa.

Sección 2.4 ejercicios

131.

La función está definida para toda x en el intervalo (0,∞).(0,∞).

133.

Discontinuidad removible en x=0;x=0; discontinuidad infinita en x=1x=1

135.

Discontinuidad infinita en x=ln2 x=ln2

137.

Discontinuidades infinitas en x=(2 k+1)π4,x=(2 k+1)π4, por k=0,±1,1,±2,2 ,±3,...3,…k=0,±1,1,±2,2 ,±3,...3,…

139.

No. Es una discontinuidad removible.

141.

Sí. Es continuo.

143.

Sí. Es continuo.

145.

k = −5 k = −5

147.

k = –1 k = –1

149.

k = 16 3 k = 16 3

151.

Dado que tanto s como y=ty=t son continuas en todas partes, entonces h(t)=s(t)−th(t)=s(t)−t es continua en todas partes y, en particular, es continua en el intervalo cerrado [2 ,5].[2 ,5]. También, h(2 )=3>0h(2 )=3>0 y h(5)=−3<0.h(5)=−3<0. Por lo tanto, según el TVI, hay un valor x=cx=c de manera que h(c)=0.h(c)=0.

153.

La función f(x)=2 x–x3f(x)=2 x–x3 es continua en el intervalo [1,25,1,375][1,25,1,375] y tiene signos opuestos en los extremos.

155.

a.

Una gráfico de la función a trozos dada que tiene dos segmentos. La primera, x^3, existe para x < 1 y termina con un círculo abierto en (1,1). La segunda, 3x, existe para x > 1. Comienza con un círculo abierto en (1,3).


b. No es posible redefinir f(1)f(1) ya que la discontinuidad es una discontinuidad de salto.

157.

Las respuestas pueden variar; vea el siguiente ejemplo

Un gráfico de una función por partes con varios segmentos. El primer segmento es una línea creciente que existe para x < -8. Termina en un círculo abierto en (-8,-8). El segundo es una curva creciente que existe desde -8 <= x < -6. Comienza con una circunferencia cerrada en (-8, 0 ) y va al infinito a medida que x va a -6 desde la izquierda. El tercero es un círculo cerrado en el punto (-6, 3). El cuarto es una línea que existe desde -6 < x <= 3. Comienza con un círculo abierto en (-6, 2) y termina con un círculo cerrado en (3,2). El quinto es una línea creciente que comienza con un círculo abierto en (3,3). Existe para x > 3.
159.

Las respuestas pueden variar; vea el siguiente ejemplo

El gráfico de una función con dos partes. La primera parte es una curva creciente que existe en x < 1. Termina en (1,1). La segunda parte es una línea creciente que existe en x > 1. Comienza en (1,3).
161.

Falso. Es continua a lo largo de (−∞,0)∪(0,∞).(−∞,0)∪(0,∞).

163.

Falso. Considere que f(x)={xsix≠04six=0.f(x)={xsix≠04six=0.

165.

Falso. El TVI solo dice que al menos hay una solución; no garantiza que haya exactamente una. Considere que f(x)=cos(x)f(x)=cos(x) sobre [−π,2 π].[−π,2 π].

167.

Falso. ¡El TVI no funciona a la inversa! Considere que (x–1)2 (x–1)2 en el intervalo [−2,2 ].[−2,2 ].

169.

R = 0,0001519 m R = 0,0001519 m

171.

D = 345.826 km D = 345.826 km

173.

Para todos los valores de a,f(a)a,f(a) está definida, límθ→af(θ)límθ→af(θ) existe, y límθ→af(θ)=f(a).límθ→af(θ)=f(a). Por lo tanto, f(θ)f(θ) es continua en todas partes.

175.

En ninguna parte

Sección 2.5 ejercicios

177.

Por cada ε>0,ε>0, existe un δ>0,δ>0, de modo que si 0<|t−b|<δ,0<|t−b|<δ, entonces |g(t)−M|<ε|g(t)−M|<ε

179.

Por cada ε>0,ε>0, existe un δ>0,δ>0, de modo que si 0<|x–a|<δ,0<|x–a|<δ, entonces |φ(x)–A|<ε|φ(x)–A|<ε

181.

δ ≤ 0,25 δ ≤ 0,25

183.

δ ≤ 2 δ ≤ 2

185.

δ ≤ 1 δ ≤ 1

187.

δ < 0,3900 δ < 0,3900

189.

Supongamos que δ=ε.δ=ε. Si 0<|x−3|<ε,0<|x−3|<ε, entonces |x+3−6|=|x−3|<ε.|x+3−6|=|x−3|<ε.

191.

Supongamos que δ=ε4.δ=ε4. Si 0<|x|<ε4,0<|x|<ε4, entonces |x4|=x4<ε.|x4|=x4<ε.

193.

Supongamos que δ=ε2 .δ=ε2 . Si 5−ε2 <x<5,5−ε2 <x<5, entonces |5−x|=5−x<ε.|5−x|=5−x<ε.

195.

Supongamos que δ=ε/5.δ=ε/5. Si 1−ε/5<x<1,1−ε/5<x<1, entonces |f(x)−3|=5x−5<ε.|f(x)−3|=5x−5<ε.

197.

Supongamos que δ=3M.δ=3M. Si 0<|x+1|<3M,0<|x+1|<3M, entonces f(x)=3(x+1)2 >M.f(x)=3(x+1)2 >M.

199.

0,328 cm, ε=8,δ=0,33,a=12,L=144ε=8,δ=0,33,a=12,L=144

201.

Las respuestas pueden variar.

203.

0

205.

f(x)−g(x)=f(x)+(–1)g(x)f(x)−g(x)=f(x)+(–1)g(x) grandes.

207.

Las respuestas pueden variar.

Ejercicios de repaso

209.

Falso

211.

Falso. Es posible una discontinuidad removible.

213.

5

215.

8 / 7 8 / 7

217.

DNE

219.

2 / 3 2 / 3

221.

−4;

223.

Dado que −1≤cos(2 πx)≤1,−1≤cos(2 πx)≤1, entonces −x2 ≤x2 cos(2 πx)≤x2 .−x2 ≤x2 cos(2 πx)≤x2 . Dado que límx→0x2 =0=límx→0−x2 ,límx→0x2 =0=límx→0−x2 , se deduce que límx→0x2 cos(2 πx)=0.límx→0x2 cos(2 πx)=0.

225.

[ 2 , ∞ ] [ 2 , ∞ ]

227.

c = –1 c = –1

229.

δ = ε 3 δ = ε 3

231.

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