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Cálculo diferencial
Curso: Cálculo diferencial > Unidad 4
Lección 8: La regla de L'Hôpital: funciones exponenciales compuestasRepaso sobre la regla de L'Hôpital
La regla de L'Hôpital nos ayuda a encontrar muchos límites donde la sustitución directa termina en las formas indeterminadas 0-0 o ∞/∞. Revisa cómo (y cuándo) se aplica.
¿Cuál es la regla de L'Hôpital?
La regla de L'Hôpital nos ayuda a evaluar límites de las formas indeterminadas start fraction, 0, divided by, 0, end fraction y start fraction, infinity, divided by, infinity, end fraction.
En otras palabras, nos ayuda a encontrar limit, start subscript, x, \to, c, end subscript, start fraction, u, left parenthesis, x, right parenthesis, divided by, v, left parenthesis, x, right parenthesis, end fraction, donde limit, start subscript, x, \to, c, end subscript, u, left parenthesis, x, right parenthesis, equals, limit, start subscript, x, \to, c, end subscript, v, left parenthesis, x, right parenthesis, equals, 0 (o, alternativamente, donde ambos límites son iguales a plus minus, infinity).
La regla esencialmente dice que si el límite limit, start subscript, x, \to, c, end subscript, start fraction, u, prime, left parenthesis, x, right parenthesis, divided by, v, prime, left parenthesis, x, right parenthesis, end fraction existe, entonces los dos límites son iguales:
¿Quieres aprender más sobre la regla de L'Hôpital? Revisa este video.
Usar la regla de L'Hôpital para encontrar límites de cocientes
Encontremos, por ejemplo, limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, start fraction, 7, x, minus, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, divided by, x, squared, plus, sine, left parenthesis, 3, x, right parenthesis, end fraction.
Sustituir x, equals, 0 en start fraction, 7, x, minus, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, divided by, x, squared, plus, sine, left parenthesis, 3, x, right parenthesis, end fraction nos lleva a la forma indeterminada start fraction, 0, divided by, 0, end fraction. Así, usemos la regla de L'Hôpital.
Observa que solo pudimos usar la regla de L'Hôpital porque el límite limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, start fraction, start fraction, d, divided by, d, x, end fraction, open bracket, 7, x, minus, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, close bracket, divided by, start fraction, d, divided by, d, x, end fraction, open bracket, x, squared, plus, sine, left parenthesis, 3, x, right parenthesis, close bracket, end fraction en realidad existe.
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Usar la regla de L'Hôpital para encontrar límites de exponentes
Encontremos, por ejemplo, limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, left parenthesis, 1, plus, 2, x, right parenthesis, start superscript, start superscript, start fraction, 1, divided by, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, end fraction, end superscript, end superscript. Sustituir x, equals, 0 en la expresión nos lleva a la forma indeterminada 1, start superscript, start superscript, infinity, end superscript, end superscript.
Para simplificar el estudio de la expresión, tomemos su logaritmo natural (este es un truco común para lidiar con funciones exponenciales compuestas). En otras palabras, si y, equals, left parenthesis, 1, plus, 2, x, right parenthesis, start superscript, start superscript, start fraction, 1, divided by, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, end fraction, end superscript, end superscript, podemos encontrar limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, natural log, left parenthesis, y, right parenthesis. Una vez que conozcamos su valor, seremos capaces de determinar limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, y.
natural log, left parenthesis, y, right parenthesis, equals, start fraction, natural log, left parenthesis, 1, plus, 2, x, right parenthesis, divided by, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, end fraction
Sustituir x, equals, 0 en start fraction, natural log, left parenthesis, 1, plus, 2, x, right parenthesis, divided by, sine, left parenthesis, x, right parenthesis, end fraction nos lleva a la forma indeterminada start fraction, 0, divided by, 0, end fraction, ¡por lo que es el turno de la regla de L'Hôpital de ayudarnos en nuestra misión!
Encontramos que limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, natural log, left parenthesis, y, right parenthesis, equals, 2, lo que significa que limit, start subscript, x, \to, 0, end subscript, y, equals, e, squared.
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- En dos ocasiones indican "como ln(x) es continua..." como se determina que es continua?(3 votos)
- Porque cumple las condiciones de continuidad: 1) para todo x perteneciente al dominio de f existe f(x), 2) para todo x perteneciente al dominio de f existe limite de f(x) y 3) f(x) es igual a su limite.(3 votos)