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Problemas y ejercicios de continuidad   II

Estudia la continuidad de las siguientes funciones y dibújalas:

función a trozos


Como las funciones que definen   f  son continuas, los únicos puntos donde podría haber problema es en el de abscisa:    x = 3

   f(3) = - 3 + 3 = 0


límites laterales


Como los límites laterales coinciden tenemos que:

límite en un punto


Entonces:

f continua

Luego la función es continua también en   x = 3.

La función   f   es continua en todo R .

función a trozos




función discontinua


Como las funciones que definen   f  son continuas, los únicos puntos donde podría haber problema es en el de abscisa:    x = 1

f(1) = 1 - 2 = - 1


límites laterales


Como los límites laterales no coinciden tenemos que:

límite no existe


Y por tanto la función  f  es discontinua en el punto  x = 1

Es una discontinuidad de primera especie o de salto finito.

La función f es continua en:      R - {1}



función discontinua

Estudia la continuidad de la siguiente función y dibújala:

función definida a trozos


Como las funciones que definen   f  son continuas, los únicos puntos donde podría haber problema es en el de abscisa:    x = 0

  f(0) = e0 = 1


límites laterales


Uno de los límites laterales es  -∞,

por tanto, la función  f  tiene una discontinuidad

de primera especie o de salto infinito en el punto  x = 0 .


La función f es continua en:     R - {0}

función discontinua

Estudia la continuidad de la siguiente función y dibújala:

función definida a trozos


La primera y tercera ramas de la función están bien definidas en todo R .

Veamos el dominio de la segunda rama:

            x - 2 = 0     ⇔     x = 2

Su dominio es   R - {2}

Por tanto:     Dom f = R - 2


Tenemos que estudiar la continuidad de la función en los puntos:     x = 0 ,  x = 2 , x = 4


x = 0

   f(0) = - 5/2

límites laterales

Como los límites laterales no coinciden tenemos que:

límite no existe

Y por tanto la función  f  es discontinua en el punto  x = 0

Es una discontinuidad de primera especie o de salto finito.



x = 2

   f(2)     no existe

límites laterales

La función   f  es discontinua en el punto x = 2 .

Es una discontinuidad de primera especie o de salto infinito.



x = 4

   f(4) = 4

límites laterales

Como los límites laterales no coinciden tenemos que:

límite no existe

Y por tanto la función  f  es discontinua en el punto  x = 4

Es una discontinuidad de primera especie o de salto finito.


Luego la función es continua en:     R - {0 , 2 , 4}


función discontinua

Estudia la continuidad de la siguiente función en el punto  x = 4 :

función a trozos



   f(4) = 5


límites laterales


Como los límites laterales coinciden tenemos que:

límite en un punto

Sin embargo:

discontinuidad en un punto

Luego la función no es continua en   x = 4 .


¿Cuáles de las siguientes funciones son continuas en un entorno del punto cero?

función exponencial

función a trozos


1)   f(x) = 2-x


   función en un punto

límites laterales en el 0


Como los límites laterales coinciden tenemos que:

límite en un punto


Tenemos que:

continuidad en el 0


Luego la función es continua en x = 0 .



función a trozos


   f(0) = 0

límites laterales en el cero


La función  f   es discontinua en  x = 0 .

Como uno de los límites laterales es   -∞  la discontinuidad es de primera especie o de salto infinito.

Considera la siguiente función y halla:

función a trozos

a)   El dominio de la función, los puntos de corte con los ejes y las simetrías.
b)   Los puntos donde la función no es continua, indicando el tipo de discontinuidad.
c)   Las asíntotas.
d)   Esboza la gráfica.


a)   Dominio, puntos de corte con los ejes, simetrías.


Es una función racional, por tanto, para ver su dominio calculamos los puntos que anulan el denominador:

            x2 - 9 = 0     ⇔     x2 = 9     ⇔     x = ±√9 = ± 3

Dom(f) = R - {-3 , +3}



Punto de corte con el eje de ordenadas:

puntos de corte

Punto de corte con el eje de abscisas:

puntos de corte

Pero   x = 3 ∉ Dom(f) ,   por lo que la función no corta al eje de abscisas.



Estudiamos las simetrías de la función:

simetrías de una función

f(-x) ≠ f(x)   , no tiene simetría par .

f(-x) ≠ - f(x)   , no tiene simetría impar .

La función no tiene simetría.



b)   Puntos de discontinuidad, tipo de discontinuidad.


La función es discontinua en aquellos puntos que no pertenecen a a su dominio:    x = -3   ,   x = 3


x = - 3

límites laterales

Como   f(-3)  no existe y el límite cuando  x → -3  da   ±∞ ,   la función f tiene una discontinuidad de primera especie o de salto infinito en el punto x = - 3 .


x = 3

límite en un punto

La función f tiene una discontinuidad evitable en  x = 3 ,   pues   f(3)   no existe y el límite cuando   x → 3   es finito.



c)   Asíntotas.


Asíntotas verticales:

La función tiene una asíntota vertical en   x = - 3    pues anula sólo al denominador.

En el punto   x = 3   no hay asíntota vertical pues anula tanto al numerador como al denominador.


Asíntota horizontal:

asíntota horizontal

Hay una asíntota horizontal en:    y = 0


Asíntotas oblicuas: como tiene asíntota horizontal, no tiene oblicuas.



d)   Esboza la gráfica.


gráfica con asíntotas

Dada la siguiente función:

      función a trozos

a)   Determina su dominio.

b)   Estudia la continuidad.

c)   Halla las asíntotas.


a)   Determina su dominio.


Hallamos el dominio para cada rama de la función.

Para ello calculamos las raíces de los denominadores teniendo en cuenta su intervalo de definición:


•   En la primera rama:     x + 2 = 0     ⇔     x = - 2   , y observamos que   -2 ∈ (-∞ , 2]     ⇒     -2 ∉ Dom(f)


•   En la segunda rama:     x = 0   , y observamos que   0 ∉ (2 , 4] , es decir, no está en el dominio de esta rama.


•   En la tercera rama:     x2 - 4x = 0     ⇔     x(x - 4) = 0     ⇔     x = 0    ó    x = 4

      y observamos que   0 , 4 ∉ (4 , ∞)  , es decir, no están en el dominio de esta rama.


Por tanto:     Dom(f) = R - {-2}



b)   Estudia la continuidad.


Estudiamos la continuidad de la función en los puntos que no son del dominio y en los puntos de unión de cada rama:     x = -2   ,   x = 2   ,   x = 4


x = - 2


   discontinuidad en un punto

límite en un punto


La función   f   tiene una discontinuidad evitable en   x = -2 .

Para evitar la discontinuidad basta con determinar:     f(-2) = - 4


x = 2


   función en un punto

límites laterales

Como los límites laterales coinciden:

limite en un punto

Además, observamos que:

continuidad en un punto

Luego   f   es continua en   x = 2 .


x = 4


   función en un punto

límites laterales


Uno de los límites laterales es  +∞, por tanto, la función  f  tiene una discontinuidad de primera especie o de salto infinito en el punto  x = 4 .


Conclusión: La función f es continua en    R - {-2 , 4}



c)   Halla las asíntotas.


Asíntotas verticales:

     La única discontinuidad asintótica de la función es  x = 4 .

     Para ver el comportamiento de la función cuando se acerca a la asíntota x = 4 nos fijamos en los límites laterales calculados anteriormente:

     límites laterale


Asíntotas horizontales:

     Tenemos que calcular el límite de f(x) cuando   x → ±∞

     asíntotas horizontales

     Hay una asíntota horizontal en   y = 3 .

     Cuando   x→ -∞   no existe asíntota horizontal, así que vamos a ver si existe una asíntota oblicua.


Asíntotas oblicuas:

     Tenemos que calcular una recta del tipo  y = mx + n  cuando   x → -∞ ,  donde:


     asíntota oblicua


     asíntota oblicua


          asíntota oblicua


Por tanto, la función f tiene una asíntota oblicua en:     y = x - 2


asíntotas de una función