LÍMITE Y CONTINUIDAD DE FUNCIONES |
3.- Comportamiento
de una función en las proximidades de un punto: Límites y Continuidad
EJEMPLOS
A) Vamos a estudiar el comportamiento de la
función
en las proximidades de x=3
En esta escena está representada la función y un punto P
de la misma. En la parte superior izquierda aparecen las coordenadas de P, que puedes cambiar usando el botón inferior de la escena.
Haz en tu cuaderno una tabla de valores ayudándote de la escena, de la forma
siguiente:
1) Partiendo del inicio de la escena, pulsa el botón superior 0.y hasta que la posición de los ejes sea 0.y=80
2) Ve dando a la flechita roja inferior de los valores de la abcisa x de P, y ve anotando en la tabla los valores de y del punto P para x=3.5, 3.4, 3.2, 3.1 3) Estarás viendo como los valores de x del punto P se van acercando a 3 por la derecha, a medida que, en la gráfica, dicho punto va apareciendo cada vez más cerca de x=3 |
4) Después de dar a x el valor 3.1, no pulses más la
flechita, pues pasarías a 3. Sino sustituye en el lugar donde aparece el valor de x, en
la parte inferior de la escena, el 3.1 por 3.01, pulsa ENTER
y anota el valor de y correspondiente en tu tabla. El punto P ha desaparecido de la escena porque cae muy arriba, pero no
tienes problema en anotar el valor de y, que aparece de color
amarillo en la esquina superior izquierda.
5) Repite la operación del apartado anterior pero ahora introduce x=3.001
6) De esta forma nos hemos acercado a 3 por la derecha de 3.
Ahora lo haremos por la izquierda.
7) Pulsa el botón INICIO, y cambia la posición de los ejes a 0.y
= -80
8) Cambia el valor de x a 2.5 tal como hicimos en el
apartado 4), pulsa el botón LIMPIAR, y ve anotando el valor de y
correspondiente.
9) De nuevo con la flechita de x, ve dando los valores x=2.6,
2.7, 2.8, 2.9; estarás viendo como los valores de x
del punto P se van acercando a 3 por la
izquierda, a medida que, en la gráfica, dicho punto va apareciendo cada vez más
cerca de x=3
10) Tal como hicimos en el apratado 4) introduce ahora los valores de x=2.99 y x=2.999, anotando los valores
de y en tu tabla.
Después de haber observado la gráfica, las trayectorias del punto P para valores de x mayores
que 3, y los valores de y de tu tabla, podrás
deducir que mientras más nos acercamos a x=3 por la
derecha, los valores de y se hacen tan grande como
queramos. Esto se expresa con símbolos así:
SIMBÓLICAMENTE |
SE LEE |
|
límite cuando x tiende a 3 por la derecha de es infinito |
Para valores menores que 3, o sea acercándonos por la izquierda, los valores que toma la función, nos
indican que tiende a - ¥
SIMBÓLICAMENTE |
SE LEE |
|
límite cuando x tiende a 3 por la izquierda de es menos infinito |
La función no está definida en x=3 y tiene un salto cuando x®3.
Evidentemente no es contínua en x=3
B) Vamos a estudiar el comportamiento de la
función
en las proximidades de x=a
En el inicio de la escena es a=1. Tambien tenemos un punto P de la función, cuya abcisa x podemos variar en los botones inferiores.
Para valores de x menores que a
(izquierda de a), la gráfica es una recta que llega hasta el punto (a,2a), en el inicio (1,2), aunque este punto no pertenece a la
función (hueco), ya que en la definición de la función f(x)=2x para x<a, pero
no para x=a. Partiendo del inicio (a=1), haz una tabla de valores en tu cuaderno dando a x los valores -1, -0.75, -0.5, -0.25, 0, 0.25, 0.5, 0.75 observando en la escena los valores de la función y hacia donde se dirige el punto P. Deduce a qué tiende la función (valores de y) cuando x tiende a 1 por la izquierda (x<1) |
Para valores mayores que a (a la derecha de a), la
gráfica es parte de una parábola que comienza en el punto (a,(a-3)2), en el
inicio (1,4), que ahora sí pertenece a
la función, pues en la definición de la misma indica x ³ a
Partiendo del inicio (a=1), haz una tabla de valores en tu cuaderno dando a x los valores 2 (limpiar), 1.75, 1.5, 1.25, 1 observando en la escena los valores de la función y hacia donde se dirige el punto P.
Deduce a qué tiende la función (valores de y) cuando x tiende a 1 por la derecha (x>1)
Después de haber hecho el ejercicio tienes que llegar a la siguiente
conclusión suponiendo a=1:
Por la izquierda de 1 | Como no coinciden, no existe |
|
Por la derecha de 1 |
Por tanto al no coincidir el límite por la derecha y por la izquierda, no existe el límite de la función cuando x ® 1, o en general cuando x® a
Esta función no es contínua en x=a porque no existe el límite
Comprueba en la escena anterior que ocurre lo mismo para otros valores de a.
C) Vamos a estudiar el comportamiento de la
función en las proximidades de x=a
En el inicio de la escena es a=2. Tambien tenemos un punto P
de la función, cuya abcisa x podemos variar en los botones inferiores.
Para valores de x menores que a
(izquierda de a), la gráfica es una recta que llega hasta el punto (a,a), en el inicio (2,2), aunque este punto no pertenece a la
función (hueco), ya que para x=a, tendremos Partiendo del inicio (a=2), haz una tabla de valores en tu cuaderno dando a x los valores 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 observando en la escena los valores de la función y hacia donde se dirige el punto P. Deduce a qué tiende la función (valores de y) cuando x tiende a 2 por la izquierda (x<2) |
Para valores mayores que a (a la derecha de a),
la gráfica es una recta que comienza en el punto (a,a), en el inicio (2,2), que ya hemos dicho que no pertenece a
la función (hueco), ya que para x=a, tendremos
Partiendo del inicio (a=2), haz una tabla de valores en tu cuaderno dando a x los
valores 3 (limpiar), 2.8, 2.6, 2.4, 2.2
observando en la escena los valores de la función y hacia donde se dirige el punto P.
Deduce a qué tiende la función (valores de y) cuando x tiende a 2 por la derecha (x>2)
Después de haber hecho el ejercicio tienes que llegar a la siguiente
conclusión suponiendo a=2:
Por la izquierda de 2 | Como coinciden, existe el | |
Por la derecha de 2 |
Por tanto al coincidir el límite por la derecha y por la izquierda, existe el límite de la función cuando x ® 2, o en general cuando x® a
Esta función no es contínua en x=a porque no está definida en x=a, ya que
Comprueba en la escena anterior que ocurre lo mismo para otros valores de a.
D) Vamos a estudiar el comportamiento de la
función en las proximidades de x=a
En el inicio de la escena es a=2. Tambien tenemos un punto P
de la función, cuya abcisa x podemos variar en los botones inferiores.
Para valores de x menores que a
(izquierda de a), y también para valores de x mayores que a
(derecha de a), la gráfica es una parábola que se interrumpe en x=a (hueco). El
punto que falta tendría de coordenadas (a,a2), en el inicio de la escena (2,4), pero para x=a f(a)=2, según nos dice la definición
de la función. Partiendo del inicio (a=2), haz una tabla de valores en tu cuaderno dando a x los valores 1, 1.25, 1.5, 1.75 |
observando en la escena los valores de la función y hacia donde se dirige el
punto P.
Deduce a qué tiende la función (valores de y) cuando x tiende a
2 por la izquierda (x<2)
Partiendo de nuevo del inicio (a=2), haz una tabla de valores en tu cuaderno dando a x
los valores 3 (limpiar), 2.75, 2.5,
2.25 observando en la escena los valores de la función y hacia donde se dirige el
punto P.
Deduce a qué tiende la función (valores de y) cuando x tiende a 2 por la derecha (x>2)
Después de haber hecho el ejercicio tienes que llegar a la siguiente conclusión suponiendo a=2:
Por la izquierda de 2 | Como coinciden, existe el | |
Por la derecha de 2 |
Por tanto al coincidir el límite por la derecha y por la izquierda, existe el límite de la función cuando x ® 2, y este límite es 4. En general existe el límite cuando x® a y es f(a).
La función está definida en x=2 pero f(2)=2, no coincide con el límite. En general la función está definida en x=a pero f(a) ¹
Por tanto la función no es contínua en x=a
Comprueba en la escena anterior que ocurre lo mismo para otros
valores de a.
Si observas las cuatro funciones anteriores, discontínuas en x=a,
deducimos que para que una función sea contínua en un punto debe cumplirse lo siguiente:
f es contínua en x=a si: |
||
Tiene límite finito cuando x®a | ® | existe y es un número |
Está definida en x=a | ® | f(a) existe |
El límite coincide con el valor de la función en a | ® | =f(a) |
Autora: Ángela Núñez Castaín
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Año 2000 | ||