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LÍMITES AL INFINITO Se dice que existe límite infinito cuando la función f(x) llega a valores que crecen continuamente, es decir que se puede hacer la función tan grande como queramos. Se dice que f(x) diverge o se aproxima al infinito. Para ello, el valor al que tienda la variable independiente x puede ser tanto a un número finito, como tender al infinito Veamos por ejemplo un límite infinito en la siguiente función: Su límite cuando la variable tiende a 2 es: Se puede comprobar si damos valores a la variable x cada vez más cercanos a 2, tanto acercándonos por su izquierda como por su derecha, como se ve en el siguiente cuadro, el límite tiende a +∞: Gráficamente, se tiene: https://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funciones/ https://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/variable-independiente/ https://www.universoformulas.com/matematicas/analisis/funciones/ Algunas funciones con un límite infinito pueden crecer más rápidamente que otras, conforme la variable x se acerca al valor del límite. Decimos que hay diferentes órdenes de infinito, según su rapidez en acercarse a él. Comparando las órdenes de infinito en infinitos fundamentales, ordenados de mayor a menor. Se pueden apreciar en la siguiente gráfica: Sus órdenes de infinito, de mayor a menor: Así podemos escribir las funciones correspondientes de mayor a menor. Potencial exponencial > exponencial > potencial > logarítmica. que es lo mismo: Se pueden presentar los siguientes tipos: 1. Límite = +∞ cuando x → a Para cualquier valor de la función f(a) existe un entorno pequeño alrededor de a en el que se cumple que f(x) > f(a). Como se ve en la figura: 2. Límite = -∞ cuando x → a Para cualquier valor de la función f(a) existe un entorno pequeño alrededor de a en el que se cumple que f(x) < f(a). Como se ve en la figura: 3. Límite = +∞ cuando x → +∞ Para cualquier valor de la función f(a) positivo, por muy grande que sea, (siendo a > 0), siempre encontraremos otro f(b) tal que si b > a entonces f(b) > f(a). a b 4. Límite = +∞ cuando x → -∞ Para cualquier valor de la función f(a) positivo, por muy grande que sea, (siendo a < 0), siempre encontraremos otro f(b) tal que si b < a entonces f(b) > f(a). 5. Límite = -∞ cuando x → +∞ Para cualquier valor de la función f(a) negativo, por muy grande que sea en su valor absoluto, (siendo a > 0), siempre encontraremos otro f(b) tal que si b > a entonces f(b) < f(a). 6. Límite = -∞ cuando x → -∞ Para cualquier valor de la función f(a) positivo, negativo, por muy grande que sea en su valor absoluto, (siendo a < 0), siempre encontraremos otro f(b) tal que si b < a entonces f(b) < f(a) a b PROPIEDADES: Sea: f(x) = 𝒌 𝒙𝒏 una función real con n∈ ℤ+, y k ∈ ℝ se tiene: 1. 𝐥𝐢𝐦 𝒙→+∞ ( 𝒌 𝒙𝒏 ) = 𝟎 2. 𝐥𝐢𝐦 𝒙→−∞ ( 𝒌 𝒙𝒏 ) = 𝟎 3. Se utilizan todas las propiedades estudiadas en la definición de límites NOTA: Una forma práctica de calcular los límites cuando x → +∞ ó x→ −∞, es dividiendo tanto el numerador como el denominador entre la variable afectada de su mayor exponente que aparece en la expresión, de tal manera que no se altere la función dada; luego se aplica las propiedades correspondientes. Ejemplo: Determinar los siguientes límites: 1. lim 𝑥→+∞ ( 5𝑥2−6𝑥+2 2𝑥2+2𝑥−3 ) = ∞ ∞ 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜 𝐥𝐢𝐦 𝒙→+∞ ( 𝒌 𝒙𝒏 ) = 𝟎 = lim 𝑥→+∞ ( 5𝑥2−6𝑥+2 𝑥2 2𝑥2+2𝑥−3 𝑥2 ) = lim 𝑥→+∞ ( 5𝑥2 𝑥2 − 6𝑥 𝑥2 + 2 𝑥2 2𝑥2 𝑥2 + 2𝑥 𝑥2 − 3 𝑥2 ) = lim 𝑥→+∞ ( 5− 6 𝑥 + 2 𝑥2 2+ 2 𝑥 − 3 𝑥2 ) = lim 𝑥→+∞ (5− 6 𝑥 + 2 𝑥2 ) lim 𝑥→+∞ (2+ 2 𝑥 − 3 𝑥2 ) = lim 𝑥→+∞ (5)− lim 𝑥→+∞ ( 6 𝑥 )+ lim 𝑥→+∞ ( 2 𝑥2 ) lim 𝑥→+∞ (2)+ lim 𝑥→+∞ ( 2 𝑥 )− lim 𝑥→+∞ ( 3 𝑥2 ) = 5−0+0 2+0−0 = 5 2 b a 4. lim 𝑥→+∞ ( √𝑥2+8 𝑥+5 ) = ∞ ∞ 𝐼𝑛𝑑𝑒𝑡. lim 𝑥→+∞ ( 𝑘 𝑥𝑛 ) = 0 = lim 𝑥→+∞ ( √𝑥2+8 𝑥 𝑥+5 𝑥 ) = lim 𝑥→+∞ [ √𝑥 2+8 𝑥2 𝑥 𝑥 + 5 𝑥 ] = lim 𝑥→+∞ [ √𝑥 2 𝑥2 + 8 𝑥2 𝑥 𝑥 + 5 𝑥 ] = lim 𝑥→+∞ [ √1+ 8 𝑥2 1+ 5 𝑥 ] = lim 𝑥→+∞ √1+ 8 𝑥2 lim 𝑥→+∞ (1+ 5 𝑥 ) = √ lim 𝑥→+∞ (1+ 8 𝑥2 ) lim 𝑥→+∞ (1)+ lim 𝑥→+∞ ( 5 𝑥 ) = √ lim 𝑥→+∞ (1)+ lim 𝑥→+∞ ( 8 𝑥2 ) lim 𝑥→+∞ (1)+ lim 𝑥→+∞ ( 5 𝑥 ) = √1+0 1+0 = 1 1 = 1 5. lim 𝑥→+∞ [ (𝑥+3)(𝑥−2)(𝑥+7)(𝑥−4)(𝑥+5) (5𝑥+1)5 ] = ∞ ∞ 𝐼𝑛𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜 = lim 𝑥→+∞ [ (𝑥+3)(𝑥−2)(𝑥+7)(𝑥−4)(𝑥+5) (5𝑥+1)(5𝑥+1)(5𝑥+1)(5𝑥+1)(5𝑥+1) ] = lim 𝑥→+∞ [( 𝑥+3 5𝑥+1 ) ( 𝑥−2 5𝑥+1 ) ( 𝑥+7 5𝑥+1 ) ( 𝑥−4 5𝑥+1 ) ( 𝑥+5 5𝑥+1 )] = lim 𝑥→+∞ ( 𝑥+3 5𝑥+1 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥−2 5𝑥+1 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥+7 5𝑥+1 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥−4 5𝑥+1 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥+5 5𝑥+1 ) = lim 𝑥→+∞ ( 𝑥+3 𝑥 5𝑥+1 𝑥 ) lim 𝑥→+∞ ( 𝑥−2 𝑥 5𝑥+1 𝑥 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥+7 𝑥 5𝑥+1 𝑥 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥−4 𝑥 5𝑥+1 𝑥 ) . lim 𝑥→+∞ ( 𝑥+5 𝑥 5𝑥+1 𝑥 ) = lim 𝑥→+∞ ( 1+ 3 𝑥 5+ 1 𝑥 ) lim 𝑥→+∞ ( 1− 2 𝑥 5+ 1 𝑥 ) lim 𝑥→+∞ ( 1+ 7 𝑥 5+ 1 𝑥 ) lim 𝑥→+∞ ( 1− 4 𝑥 5+ 1 𝑥 ) lim 𝑥→+∞ ( 1+ 5 𝑥 5+ 1 𝑥 ) = ( 1+0 5+0 ) ( 1−0 5+0 ) ( 1+0 5+0 ) ( 1−0 5+0 ) ( 1+0 5+0 ) lim 𝑥→+∞ ( 𝑘 𝑥𝑛 ) = 0 = ( 1 5 ) ( 1 5 ) ( 1 5 ) ( 1 5 ) ( 1 5 ) = ( 1 5 ) 5 = 1 3125 EJERCICIOS DE LIMITES AL INFINITO 2. lim 𝑥→−∞ [ 9𝑥3+ 4𝑥2−3 3𝑥3−𝑥−3 ] lim 𝑥→−∞ [ 9𝑥3 + 4𝑥2 − 3 𝑥3 3𝑥3 − 𝑥 − 3 𝑥3 ] = lim 𝑥→−∞ [ 9 + 4 𝑥 − 3 𝑥3 3 − 1 𝑥2 − 3 𝑥3 ] = 9 + 0 − 0 3 − 0 − 0 = 9 3 = 3 3. lim 𝑥→−∞ [ 3𝑥2−5𝑥+4 √𝑥4+1 ] lim 𝑥→−∞ [ 3𝑥2 − 5𝑥 + 4 𝑥2 √𝑥4 + 1 𝑥2 ] = lim 𝑥→−∞ [ 3𝑥 2 − 5𝑥 + 4 𝑥2 √𝑥 4 + 1 𝑥4 ] = = lim 𝑥→−∞ [ 3 − 5 𝑥 + 4 𝑥2 √1 + 1 𝑥4 ] = 3 − 0 + 0 √1 + 0 = 3 1 = 3 4. lim 𝑥→+∞ ( 2𝑥+7 𝑥+ √𝑥 3 ) 5. lim 𝑥→+∞ ( 13𝑥2−3𝑥+11 4𝑥2+ √9𝑥4−1 ) 6. Lim 𝑥→−∞ ( 3𝑥2−2 2𝑥+1 𝑥2−4𝑥 𝑥−3 )
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