2º de bachillerato Matemáticas II Bloque 3 - Análisis

2º de bachillerato Matemáticas II Bloque 3 - Análisis

www.ebaumatematicas.com

Tema 7. Límites y continuidad de funciones. ..................................................... 5

1. Límite de una función cuando x a (en un punto) ............................................ 5

1.1. Cuestiones previas .......................................................................... 5

1.2. Idea inicial de límite de una función en un punto (cuando x a). ................ 11

1.3. Definición de límite de una función en un punto ..................................... 12

1.4. Límites laterales ........................................................................... 12

2. Cálculo práctico de límites ........................................................................ 14

2.1 Casos inmediatos .......................................................................... 14

2.2. Algunas propiedades de las operaciones con límites ................................. 14

2.3. Indeterminaciones ......................................................................... 15

2.4. Límites de funciones racionales cuando x a. Indeterminación 0

0 ............... 16

2.5. El caso 0

k ................................................................................... 17

2.6. La indeterminación 0

0 en funciones con raíces ....................................... 18

3. Límite de una función cuando x (en el infinito) .......................................... 19

3.1. Límite finito de una función cuando x → ∞........................................... 20

3.2. Límite infinito de una función cuando x → ∞ ........................................ 20

3.3. Límite de una función polinómica en el infinito ...................................... 21

3.4. Límites de funciones racionales cuando x ∞. Indeterminación

............. 22

IES VICENTE MEDINA CURSO 2020/21

2

3.5. La indeterminación

en funciones con raíces....................................... 23


. El número e ................................................... 23

3.7. Comportamiento de otras funciones en el infinito ................................... 25

3.8. La indeterminación de la forma ................................................. 27

3.9. La indeterminación de la forma 0· ................................................. 28

4. Continuidad de una función en un punto ....................................................... 29

4.1. Funciones continuas. ...................................................................... 29

5. Resumen de operaciones con expresiones infinitas ........................................... 32

Ejercicios ................................................................................... 33

Cálculo de límites por métodos algebraicos ............................................. 33

Continuidad .................................................................................. 36

Tema 8. Derivadas. ................................................................................... 38

1. Derivada de una función en un punto ........................................................... 39

1.1. Definición ................................................................................... 39

1.2. Interpretación geométrica de la derivada (recta tangente a la función) ......... 40

1.3. Derivabilidad, continuidad y derivadas laterales. .................................... 41

2. Función derivada ................................................................................... 42

2.1. Derivada de algunas funciones........................................................... 42

3. Reglas de derivación para las operaciones con funciones .................................... 43

4. Fórmula de la función derivada de las funciones usuales .................................... 45

4.1. Derivada de potencias y raíces .......................................................... 45

4.2. Derivada de las funciones logarítmicas ................................................. 46

4.3. Derivada de las funciones exponenciales .............................................. 46

4.4. Derivada de las funciones trigonométricas ............................................ 47

4.5. Derivada de las funciones trigonométricas inversas .................................. 47

4.6. Tabla de la derivada de las funciones usuales ........................................ 48

4.7. Derivadas sucesivas ........................................................................ 48

5. Aplicación al cálculo de límites. Regla de L´Hôpital .......................................... 50

5.1. Regla de L´Hôpital para resolver la indeterminación 0

0 ............................. 50

5.2. Regla de L´Hôpital para resolver la indeterminación

............................ 51

6. Aplicación de la derivada para el estudio de la variación de una función ................. 52

6.1. Crecimiento y decrecimiento ............................................................ 52

6.2. Aplicaciones de la derivada segunda. Curvatura: concavidad, convexidad, inflexión ........................................................................................... 55

7. Optimización de funciones. Problemas de optimización ..................................... 59

7.1. Planteamiento y resolución de un problema de optimización ...................... 59

Ejercicios: ................................................................................... 63


3

Tangente a una curva ...................................................................... 63

Cálculo de derivadas ........................................................................ 63

Cálculo de límites aplicando la regla de L`Hôpital ..................................... 64

Crecimiento, decrecimiento, máximos, mínimos y puntos de inflexión ........... 65

Problemas de optimización ................................................................ 67

Tema 9. Integrales .................................................................................... 69

1. Concepto de integral indefinida .................................................................. 69

1.1. Primitiva de una función ................................................................. 69

1.2. Integral indefinida ......................................................................... 70

1.3. Propiedades de la integral indefinida .................................................. 71

2. Relación de integrales inmediatas ............................................................... 72

3. Técnicas y métodos de integración .............................................................. 73

3.1. Descomposición elemental ............................................................... 73

3.2. Método de integración por partes ....................................................... 75

3.3. Integración por cambio de variable ..................................................... 78

4. Integral definida: área bajo una curva .......................................................... 80

4.1. Propiedades de las integrales definidas ................................................ 82

4.2. Regla de Barrow ........................................................................... 84

4.3. Aplicación de la integral definida al cálculo de áreas de recintos planos ........ 85

Ejercicios: ................................................................................... 91

Integrales indefinidas ...................................................................... 91

Integrales definidas y áreas ............................................................... 92

Ejercicios de análisis en pruebas EBAU de ESPAÑA ............................................. 96

Ejercicios de Análisis en pruebas EBAU de Murcia ............................................ 135

Orientaciones EBAU. Bloque de Análisis. ....................................................... 154


4

Veo matemáticas por todas partes. Y tú, ¿también la ves?

Tema 7. Límites y continuidad de funciones.

1. Límite de una función cuando x a (en un punto)

1.1. Cuestiones previas

Una función real de variable real: :f Domf Recf

es una relación que a cada elemento x de un subconjunto de ℝ (Domf) le asigna un

único elemento y de un subconjunto de ℝ (Recf).

A las magnitudes que intervienen en una función se les llama variables. Una de ellas es la variable independiente y la otra, cuyos valores se deducen (dependen) de los valores de la primera, se llama variable dependiente.

La variable independiente se designa por x y sus valores son representados en el eje horizontal (eje

de abscisas). La variable dependiente se designa por y y sus valores son representados en el eje

vertical (eje de ordenadas). La gráfica de una función es el conjunto de todos los puntos cuyas coordenadas son (x, f(x)), con x ∈ Domf.

Una función se puede describir verbalmente, con una tabla de valores, dando su gráfica, o por medio de su fórmula o expresión algebraica.


Tema 7. Límites y continuidad de una función 6

DOMINIO Y RECORRIDO DE UNA FUNCIÓN.

Al conjunto de todos los valores x que tienen imagen, se llama dominio de f (Domf). El conjunto de todas las imágenes se llama recorrido de f (Recf).

Si a ∈ Domf ⇨ a tiene imagen ⇨ el punto (a, f(a)) está en la gráfica de f y ningún otro punto de abscisa a está en la gráfica de f (puesto que a solo tiene una imagen). Si a ∉ Domf ⇨ a no tiene imagen ⇨ no hay ningún punto de la gráfica de f cuya abscisa sea a ⇨ la gráfica de f no cruza la recta vertical x = a. Si b ∉ Recf ⇨ no existe a del dominio cuya imagen sea b ⇨ no hay ningún punto de la gráfica de f cuya ordenada sea b ⇨ la gráfica de f no cruza la recta horizontal y = b.

El dominio de una función puede estar determinado por: - la definición de la función, - por la propia naturaleza de la magnitud cuyas cantidades son los valores de la variable

independiente, o - por las operaciones que aparecen en la expresión algebraica de la función, que pueden no

estar definidas para ciertos valores.

Dominios de algunos modelos de funciones:

Las funciones polinómicas ( 4 23 5 2y x x x ), las exponenciales (ax), las trigonométricas (senx,

cosx, arctgx), las radicales e índice impar( n x con n impar), están definidas en todo .

Las funciones racionales (2

( )2

xf x

x

2Dom ) tienen como dominio todos los reales

salvo los valores que anulan el denominador, las funciones radicales de índice par ( ( )f x x

0,Dom ) tienen como dominio los valores que hacen positivo o cero el radicando y las



logarítmicas ( ( ) log 1f x x 1,Dom ) los valores que hacen positivo la expresión

contenida en el logaritmo. GRÁFICAS DE ALGUNOS MODELOS FUNCIONALES. Funciones polinómicas

De grado 0 La recta horizontal. y c

De grado 1 La recta oblicua. y bx c

De grado 2 La parábola. 2y ax bx c



De grado mayor que 2 4 24y x x

Funciones racionales

Funciones radicales



Función exponencial

Función logarítmica



Función trigonométrica

Función a trozos

Función valor absoluto

2 1( )

2 1 1

x si xf x

x si x

2

2 2

2

2 3 1

( ) 2 3 2 3 1 3

2 3 3

x x si x

f x x x x x si x

x x si x



1.2. Idea inicial de límite de una función en un punto (cuando x a).

Si una función f está definida para todos los valores de x próximos a a, aunque no necesariamente en el mismo a, entonces, se dice que el límite de f (x) vale L, cuando x tiende a a, si el valor de f (x) se aproxima a L cuando x se aproxima a a. Se escribe así:

lim ( )x a

f x L

Se lee: f(x) tiende a L cuando x tiende a a.

Si una función f (x) no tiende a ningún número concreto, cuando x tiende a a, se dice que no tiene

límite cuando x tiende a a.

Ejemplos:

Usando la calculadora puede estudiarse el límite, cuando x tiende a 2, de las funciones:

a) 2( ) 3f x x b) 3

g( )2

xx

c) 2

2h( )

4

xx

x

Para ello, en todos los casos, se darán a x valores próximos a 2 y se calcularán los valores que toma la

respectiva función.

a) Para 2( ) 3f x x

x2-

x2+

x 1,9 1,99 1,999 ..…. ……. 2,001 2,01 2,1 2( ) 3f x x 0,61 0,9601 0,996001 1 1,004001 1,0401 1,41

Tanto para valores menores que 2 como para mayores que 2 (en ambos casos

próximos a 2), la función toma valores muy próximos a 1.

En este caso se escribe, 2

2lim 3 1x

x

.

Observa que la función está definida en x = 2 y que el límite coincide con f(2).

b) Para 3

g( )2

xx

x2-

x2+

x 1,9 1,99 1,999 ..…. ……. 2,001 2,01 2,1

3g( )

2x

x

–30 –300 –3000 ¿? 3000 300 30

Para valores cercanos y menores que 2, la función toma valores

grandes y negativos; para valores cercanos y mayores que 2, la

función toma valores cada vez más grandes.

En este caso, no existe 2

3lim

2x x



Observa que la función no está definida en x = 2 y que tampoco tiene límite en ese punto.

c) Para 2

2h( )

4

xx

x

x2-

x2+

x 1,9 1,99 1,999 ..…. ……. 2,001 2,01 2,1

2

2h( )

4

xx

x

0,2564 0,2506 0,25006 0,25 0,24994 0,2494 0,2439

Para valores próximos y menores que 2, la función se acerca cada

vez más a 0,25; y lo mismo hace para valores próximos y mayores

que 2.

En este caso, 22

2lim 0,25

4x

x

x

Observa que la función no está definida en x = 2 y sin embargo

tiene límite en ese punto.

1.3. Definición de límite de una función en un punto

A la vista de los ejemplos anteriores, se concluye:

1) Para la existencia del límite de una función en un punto a no importa que la función esté o no definida en ese punto.

2) Lo que importa son los valores que toma la función en un entorno de ese punto a.

3) Existirá el límite, y su valor será L, cuando todos los puntos

próximos a a se transformen, mediante la función, en puntos próximos a L. Esto es, si x1 está cerca de

a, entonces f(x1) está cerca de L.

O con más precisión:

Existirá el límite de f(x), cuando x → a, y su valor será L, si se cumple:

lim ( ) 0, 0 / x, ( )x a

f x L x a f x L

1.4. Límites laterales En la definición de límite no se distingue entre las posibilidades de que x se aproxime a a con valores

mayores o menores que a. No obstante, algunas veces conviene distinguir si x → a por la izquierda

(siendo x < a), que se escribe x → a –, o si x → a por la derecha (siendo x > a), denotado por x → a+.

Esta distinción da lugar al estudio de los límites laterales.

A lim ( )x a

f x

se le llama límite lateral por la izquierda.

A lim ( )x a

f x

se le llama límite lateral por la derecha.



Observación:

Este estudio tiene interés cuando:

1) La función está definida a trozos y se quiere calcular el límite en alguno de los puntos de unión

de los diferentes trozos.

2) La función tiene asíntotas verticales y se quiere determinar la posición de la curva respecto a

ellas.

Pues bien, para que exista el límite de una función en un punto es necesario que existan los límites

laterales y que sean iguales. Esto es, para que exista es necesario que lim ( ) lim ( )x a x a

f x f x L

Ejemplos:

a) Para estudiar el límite de la función 2 1

( )2 1

x si xf x

x si x

en el

punto x = 1 es necesario considerar los límites laterales.

Por la izquierda: 2

1 1lim ( ) lim 1x x

f x x

Por la derecha: 1 1

lim ( ) lim 2 1x x

f x x

Como ambos límites coinciden, existe el límite y vale 1

lim ( ) 1x

f x

.

b) Para estudiar el límite de la función

2 1( )

1 1

x si xf x

x si x

en el

punto x = 1 es necesario considerar los límites laterales.

Por la izquierda: 2

1 1lim ( ) lim 1x x

f x x

Por la derecha: 1 1

lim ( ) lim 1 2x x

f x x

Como ambos límites no coinciden, no existe el límite.



2. Cálculo práctico de límites

2.1 Casos inmediatos

Si f (x) es una función usual (polinómicas, racionales, logarítmicas, etc.) y está definida en el punto

x a , suele cumplirse que: lim ( ) ( )x a

f x f a

.

Esto es, el límite se resuelve sustituyendo el valor a en la función.

Observaciones:

1) Que la función pueda evaluarse en x = a no es determinante para que exista el límite.

No obstante, lo primero que debe hacerse para calcular un límite es sustituir x por a. Si existe f (a)

y la función no está definida a trozos, se aceptará que lim ( ) ( )x a

f x f a

.

3) Las funciones que cumplen que lim ( ) ( )x a

f x f a

, se llaman continuas.

Ejemplos:

a) 2 2

2lim 3 2 3 1x

x

b) 2 2

0lim 4 0 4 4 2x

x

c) 2

1 2 1 3lim 3

1 2 1 1x

x

x

d) 3 2 3 5

2lim2 2 2 32x

x

e) 2 2

3lim ln 2 ln 3 2 ln 7x

x

f) 2

2 2 2 0lim 0

2 2 2 4x

x

x

g) Esto no es así en el 22

2lim

4x

x

x

ya que al sustituir obtenemos

2

2 2 0

2 4 0

que no es una

operación válida. No podemos calcular este límite de forma tan sencilla como hemos

calculado los anteriores.

2.2. Algunas propiedades de las operaciones con límites

En relación con las operaciones algebraicas pueden aplicarse las siguientes propiedades.

Si lim ( )

x af x m

y lim ( )

x ag x n

, siendo m y n finitos, entonces:

1. lim ( ) ( ) lim ( ) lim ( )x a x a x a

f x g x f x g x m n

“El límite de una suma es igual a la suma de los límites. “



2. lim ( ) · ( ) lim ( ) · lim ( ) ·x a x a x a

f x g x f x g x m n

“El límite de un producto es igual al producto de los límites”

3. lim ( )( )

lim( ) lim ( )

x a

x a

x a

f xf x m

g x g x n

“El límite de un cociente es igual al cociente de los límites”. Siendo n un valor no nulo.

4. lim ( )

( )( ) 0, lim ( ) lim ( )x a

g xg x n

x a x aSi f x f x f x m

“El límite de una potencia es igual al límite de la base elevado al límite del exponente”

5. ( ) 0, lim log ( ) log lim ( ) logc c cx a x a

Si f x f x f x m

“El límite de un logaritmo es igual al logaritmo del límite”

2.3. Indeterminaciones

Hay siete casos en los que al sustituir el valor x = a en la función dada se llega a situaciones extrañas,

no definidas, que reciben el nombre de indeterminaciones: formas indeterminadas.

Escritas esquemáticamente, estas 7 indeterminaciones son:

0 001 0· 0

0

Observaciones:

Cuando en estas expresiones se escribe 0 quiere significar que se está ante un valor tan

pequeño como se quiera (infinitesimal). El concepto matemático que lo define es el de

infinitésimo. Así, se dice que f (x) es un infinitésimo en el punto x = a si lim ( ) 0x a

f x

Por tanto, la indeterminación 0

0 es el cociente de dos infinitésimos. Surge si se plantea un

límite como el siguiente: 22

2 0lim

4 0x

x

x

; esto es, cuando f (x) y g(x) son infinitésimos en el

punto x = 2.

Igualmente, en las demás indeterminaciones, cada vez que se escribe 0 se está diciendo que

la función es un infinitésimo en el punto en cuestión.

2) Análogamente, cuando se escribe 1 se quiere indicar una expresión que tiende a 1, que

toma los valores 0,999… o 1,000…, sin que necesariamente tome nunca el valor 1.

3) Por último, cuando se escribe ∞ se quiere significar que la expresión toma valores tan

grandes como se quiera: mayores (en valor absoluto) que cualquier número dado.



Ejemplos:

En los límites siguientes, al sustituir, aparecen las formas que se indican.

a) 22

2 0lim

4 0x

x

x

b) 2

2lim

4x

x

x

c) 22

2 8lim

4 2x x x

d) 2

1lim 1 1

x

x x

e) 2

1lim 2 0·

4xx

x

f) 0

0lim 0x

xx

g) 1

0lim 2 x

xx

Algunas veces estas formas indeterminadas pueden resolverse. Los métodos de resolución están muy estudiados y se concretan en los siguientes procedimientos:

1) Algebraicos. Consisten en aplicar las propiedades de las operaciones con límites y, cuando estas sean insuficientes, recurrir a transformaciones algebraicas en la función dada: simplificar, extraer factor común, sumar o restar, operar con potencias y raíces, con logaritmos…

Se aplicará este método en límites de los tipos: 0

1 0·0

2) Regla de L´Hôpital, dando así entrada al cálculo infinitesimal. Se verá con las derivadas. Allí

se resolverán las 7 formas indeterminadas.

2.4. Límites de funciones racionales cuando x a. Indeterminación 0

0

Las funciones racionales son de la forma ( )

( )( )

P xf x

Q x , siendo P(x) y Q(x) polinomios. El único caso

de límite no inmediato es cuando da lugar a la indeterminación del tipo 0

0. Esto es, cuando P(a) = 0 y

Q(a) = 0.

Este caso puede resolverse factorizando los polinomios y simplificando la expresión inicial.

Ejemplo:

22

2lim

4x

x

x

no resulta inmediato ya que

22

2 0lim

4 0x

x

x

. Puede resolverse así:

22

2 0lim Indeterminación

4 0x

x

x



2

2

2

Factorizamos el polinomio 4,haciendo la división por Ruffini con el número 2 al que tiende :

1

2 4

1 2 0

0 4

2 4 2 2

2limx

x x

x x x

x

2 2x x 2

1 1lim

2 4x x

2.5. El caso 0

k

Cuando al hacer cualquier límite aparezca la expresión 0

k, se pondrá que el valor de ese

límite es infinito (∞). Esto significa que, aunque el límite no existe, el valor de la función se

hace tan grande como se quiera, infinitamente grande.

En estos casos es conveniente estudiar los límites laterales en el punto, pues con frecuencia se

obtienen signos distintos para el infinito.

Observación:

Cuando lim ( )x a

f x

, la función f (x) tiene una asíntota vertical en x = a: la recta x = a.

Ejemplos:

a) 2

2

4lim

2 0x

x

x

. Si estudiamos los limites laterales:

- 2

2lim (probamos con 1,9)

2x

x positivo

x negativo

- 2

2lim (probamos con 2,1)

2x

x positivo

x positivo

No coinciden los límites laterales, son infinito pero de signo distinto. En estos límites se puede

decir que no existen 2

2lim

2x

x

x

o que vale

2

2lim

2x

x

x

.

b) 2

22

4lim

4 4 0x

x

x x

. Si estudiamos los limites laterales:

- 2

22

lim (probamos con 1,9)4 4x

x positivo

x x positivo

- 2

22

lim (probamos con 2,1)4 4x

x positivo

x x positivo

Coinciden los límites laterales y el límite es 2

22lim

4 4x

x

x x



Ejercicios:

Calcula el valor de los límites siguientes:

a) 2

1

1lim

1x

x

x

b) 2

23

6lim

9x

x x

x

c) 2

0

3limx

x

x

d) 2

40

3limx

x

x

e) 2

23

6lim

6 9x

x x

x x

Solución: a) –2 b) 5/6 c) ±∞ d) +∞ e) ±∞

Observación:

Es frecuente confundir 0

k y

0

k. ¿Está clara la diferencia? ¿

0

k ?


0 en funciones con raíces

En las funciones con radicales, la indeterminación 0

0 suele resolverse multiplicando y

dividiendo la función dada por la expresión conjugada de alguno de sus términos. A continuación se opera y simplifica.

Observaciones: Como las funciones con radicales de índice par no están definidas para valores negativos del radicando habrá que tenerlo en cuenta al plantear y resolver los límites. Así, por ejemplo el

3lim

3x

x

x sólo puede plantearse por la derecha de x = 3, pues ( )

3

xf x

x

no está

definida cuando x → 3–. Por tanto, este límite habría que plantearlo así: 3

lim3x

x

x y su

valor sería ∞.

Ejemplos:

a)



2

4 4 4

22 22 0lim Indeterminación lim lim

4 0 4 2x x x

xx xx

x x x

2

4 4

4 2

44lim lim

4 2x x

x x

xx

x x

4x 4

1 1lim

422 x xx

b)

22

2 2 21 1 1

1

2 2 2 2 2 22 2 0lim Indeterminación lim lim

1 0 1 2 2 1 2 2

4·lim

x x x

x

x x xx

x x x x x

x

2

2

2 21

24 4

lim1 2 2 1 2 2x

x

x x x x

1

4 10Indeterminación lim

0 x

x

1x

1

1 2 2

4 4 1lim

2·4 21 2 2x

x x

x x

Ejercicios:

Calcula el valor de los límites siguientes:

a) 0

3 9limx

x

x

b) 3

3lim

3x

x

x

Solución: a) –1/6 b) 1/ 3

3. Límite de una función cuando x (en el infinito)

Antes de estudiar estos límites conviene recordar algunos resultados de las operaciones relacionadas

con el infinito.

+ = = [] es indeterminado.

k = + k =

(+ k) · (+= + (k) · (+= 0 · es indeterminado.

· (+= + +· () =



k

0

k

es indeterminado.

=

= 0

; 1k si k 0; 0 1k si k

0; 1k si k ; 0 1k si k 1 es indeterminado.

En todos los casos + k indica un número positivo fijo y k indica uno negativo.

3.1. Límite finito de una función cuando x → ∞

Pongamos un ejemplo de esta situación.

La función 2 1

( )8

xf x

x

tiende a 2 cuando x → +∞.

Efectivamente, si x = 1000 f(1000) = 1,983; si x = 10000 f(10000) = 1,9995;…

Se escribe 2 1

lim 28x

x

x

La definición precisa es la siguiente:

lim ( ) 0, 0 / ( )x

f x L h x h f x L

3.2. Límite infinito de una función cuando x → ∞

La función 2( ) 1f x x toma valores cada vez más grandes cuando x → +∞. Efectivamente, si

x = 100, f(100) = 9999; si x = 1000, f(1000) = 999999, ….

Se escribe: 2lim 1x

x



La función 2( ) 1f x x toma valores cada vez más pequeños cuando x → +∞. Efectivamente,

si x = 100, f(100) = –9999; si x = 1000, f(1000) = –999999, ….

Se escribe: 2lim 1x

x

La función 3( ) 3f x x toma valores cada vez más pequeños cuando x → –∞. Efectivamente,

si x=–100, f(–100) =– 999997; si x = –1000, f(–1000) = –999999997, ….

Se escribe: 2 1

lim8x

x

x

3.3. Límite de una función polinómica en el infinito

Si P(x) es un polinomio de cualquier grado, se cumple que:

2

2 1 0lim .... )nn

n nx

a x a x a x a a

El signo +∞ o –∞ depende del coeficiente de mayor grado del polinomio, aplicando en todos los

casos las reglas de los signos.

Ejemplos:

a) lim 5 3x

x

b) lim 5 3x

x

c) 3lim 4 3x

x x

d) 3lim 4 3x

x x

e) 4 3lim 300 2x

x x x

f) 4 3lim 300 2x

x x x

g) 4 3lim 2 300 2x

x x x



3.4. Límites de funciones racionales cuando x ∞. Indeterminación

Si P(x) y Q(x) son dos polinomios, al calcular ( )

lim( )x

P x

Q x se obtendría la expresión indeterminada

; no obstante se resuelve muy fácilmente, pues su valor depende de los grados de P(x) y Q(x):

Si grado de P(x) > grado de Q(x), ( )

lim( )x

P x

Q x

Si grado de P(x) = grado de Q(x), ( )

lim( )

n

xn

aP x

Q x b , siendo an y bn los coeficientes

principales de P(x) y Q(x), respectivamente.

Si grado de P(x) < grado de Q(x), ( )

lim 0( )x

P x

Q x .

Un procedimiento para justificar estos resultados consiste en dividir el numerador y el denominador de

la función dada por la mayor potencia de x presente en la expresión, como se hace en el ejemplo

siguiente. Además, en todos los casos se tendrán en cuenta los signos. Ejemplos:

a)

3

3

2 3

4 3lim lim

3 4x x

x

x x

x x

3x3 3

2 3

3 3

4 3

3 4

x

x x

x x

x x

3x

2 3

3

4 31

1 0 0 1lim

1 3 0 0 4 44

x

x x

x x

b) 3

4 3

4 3lim 0

3 4x

x x

x x

c) 3

4 3

4 3lim 0

3 4x

x x

x x

d) 3 3

2 2

4 3lim lim lim

3 4 4 4 4x x x

x x x x

x x x

e) 4 4 2

2 2

4 3lim lim lim

3 4 4 4 4x x x

x x x x

x x x

f) 3 3

3 2

4 3lim lim

3 4x x

x x x

x x

3x1

Ejercicios:

Calcula los límites siguientes:



a) 4 3

3lim

3 4x x x

b) 3

3lim

3 4x

x

x x

c) 2

2

3lim

3 4x

x

x x

d) 4 3lim 8 4 5 2x

x x x

e) 4 3lim 8 4 5 2x

x x x

f) 3lim 4 5 2x

x x

g) 2 4

3

3 4 2lim

3 2x

x x

x x

h) 3lim 3 4x

x x

i) 3lim 3 4x

x x

Solución: a) 0 b) 0 c) -3/4 d) –∞ e) –∞ f) –∞ g) +∞ h) +∞ i) +∞

3.5. La indeterminación

en funciones con raíces

En las funciones con radicales, la indeterminación puede resolverse aplicando la comparación de grados, teniendo en cuenta que al aparecer raíces los exponentes pueden ser fraccionarios.

Ejemplos:

a)

33 3 23 4 4 4·

lim lim lim8x x x

x x x x

x x x

b)

33 33 3 3 333 4 4 4· 4·

lim lim lim lim8x x x x

x x x x x

x x x

x

3 4

c) 3

3 32 3 2 3 2 3 3

2 23

3 4 4 4·lim lim lim

8

4·lim lim lim

x x x

x x x

x x x x x x x

x x x

x x xx

x x

d) 2 2 2 2

2 2

2 5 3 2 2 2 2lim lim lim lim lim

8 9 98 5 8x x x x x

x x x x x x x

x x xx x x x x

e) 2 2

5 3 5 5 5 5 5lim lim lim lim lim

8 9 9 98 5 8x x x x x

x x x x x

x x xx x x x x


. El número e



El número e se define como el límite, cuando x → + ∞, de la función 1

( ) 1

x

f xx

. Es decir:

2,7182818281

lim 1 46...

x

x xe

Una forma de resolver estas indeterminaciones es aplicar la transformación:

lim ( ) 1 · ( )(x)

lim ( ) 1 [Indeterminación]= xf x g xg

xf x e

Otra forma es utilizar la derivación logarítmica.

Ejemplos:

a)

3 33

31 1 1lim 1 lim 1 lim 1

x x x

x x xe

x x x

b)

1

11 1 1 1lim 1 lim 1 lim 1

x x x

x x xe

x x x e

c)

2 2 2

2 2 2 2 2

3 lim 32 2

2 2

1 1 2 3 3 9 3lim 1 3 lim 3 lim 3 lim lim2 2 2 2

1 1lim lim 1 Indeterminación

2 2

x

x x x x x

x x

x x

x x x x xx x xx x x x x

x x

x x

e e e e e

3lim

0 1x xe e

d)

2 2

2 2 2 22 2 2

2 2 22

3 lim 32 2

2 2

1 1 2 3 93lim 1 3 lim 3 lim limlim 32 2 22


2 2

x

x x x xx

x x

x x

x x x xx x x

x x xx

x x

x x

e e e e e

2

2

3lim 3

3x

x

xe e

e)

2 2

2 2 2

2 2

3 lim 3

1 1 2 3lim 1 3 lim 3 lim 3

2 2 2

3 9 3lim lim

2


2 2

x

x x x

x x

x x

x x

x x xx x x

x x x

x x

x x

x x

x x

e e e

e e

lim 3

Como e=2,71...>1xx

e e

f)

2 2

2 2 2

2 2

3 lim 3

1 1 2 3lim 1 3 lim 3 lim 3

2 2 2

3 9 3lim lim

2


2 2

x

x x x

x x

x x

x x

x x xx x x

x x x

x x

x x

x x

x x

e e e

e e

lim 3

Como e=2,71...>1 0xx

e e



Observación: Como se aprecia en los diferentes resultados de los límites calculados en los ejemplos anteriores la indeterminación significa que no se puede predecir el resultado, pudiendo ser este muy variable.

Ejercicios:


a) 2

lim 1

x

x x

b) 2

lim3

x

x

x

x

c)

232 6

2

2lim

4

x

x

x

x x

x

d) 2

2

5 3lim

3 5x

x x

x x x

e) 2

2

5lim

3 5x

x

x x x

f) 2

4

2lim

5x

x x

x x x

Solución: a) 2e b) 5e c) 6e d)–1 e) –∞ f) –2

3.7. Comportamiento de otras funciones en el infinito

El límite cuando x → ∞ de las funciones exponenciales, logarítmicas y trigonométricas se calcula

como sigue.

Funciones exponenciales

Para el cálculo de límites de expresiones potenciales, además de las propiedades usuales de la

potenciación, se emplean las siguientes:

Si ( ) 0f x , entonces: lim ( )

( )lim ( ) lim ( )x

g xg x

x xf x f x

y también

lim ( )( )lim ( ) lim ( )

x ag x

g x

x a x af x f x

; 1

0; 0 1

a si a

a si a



0; 1

; 0 1

a si a

a si a

En este contexto viene bien recordar la representación gráfica de las funciones exponenciales

elementales.

Ejemplos:

a) lim 2

2lim xx

x

xe e e

b) lim 1

1lim 0xx

x

xe e e

c) lim 3

3lim 2 0xx

x

xe e

d) 3 lim 3

2 2 2 3lim

3 3 3 2

xx x

x

e)

2 23 3lim

2 26 6

2 2

4 2 4 2lim lim 4

4 4

x

x x

x x

x x

x x x x

x x

f)

2 23 3lim

2 26 6

2 2

4 2 4 2lim lim 4 0

4 4

x

x x

x x

x x

x x x x

x x

g)

2 23 3lim

2 26 6

2 2

2 2 1lim lim 0

2 4 2 4 2

x

x x

x x

x x

x x x x

x x

Funciones logarítmicas

La propiedad particular que puede aplicarse aquí es: lim lim ( )a ax x

log f x log f x

Ejemplos:

a) 10 10

lim log log lim log10 15 5x x

x x

x x

b) lim 31 ln 10 5 lim 31 ln lim 10 5x x x

x x x x

Ejercicios:


a) 2 2

lim3

x

x

x

x



b) 2 2

lim3

x

x

x

x

c) 2 2

lim3 3

x

x

x

x

d) 2 2

lim ln3 3x

xx

x

Solución: a) 0 b) +∞ c) 0 d) +∞

3.8. La indeterminación de la forma

Cuando se plantea la indeterminación , tanto cuando x → a como cuando x → ∞, el

procedimiento general consiste en operar la expresión inicial hasta transformarla en otra expresión no

indeterminada o en otra forma indeterminada del tipo 0

0 o

. Estas otras formas se resolverían por

cualquiera de los métodos vistos anteriormente.

Ejemplos:

a) 2

23

2 3 1lim

3 9x

x x

x x

es una forma indeterminada . Sumemos las fracciones algebraicas y

simplifiquemos todo lo posible la expresión.

2 2

23 3

2 2 2

3 3

2 3 32 3 1 1lim lim

3 9 3 3 3 3

2 6 3 9 1 3 10 8lim lim

3 3 3 3 0

x x

x x

x xx x x

x x x x x x

x x x x x x

x x x x

Este resultado se podría decir que no existe, ya que el limite por la derecha de 3 es +∞ y por

la izquierda es –∞.

b) 2 22 3 5

lim Indeterminación2 3 2x

x x x

x x

Para resolverla realizamos la resta de las fracciones:

2 22 2

3 2 3 2 2

2

2

2

2

2 3 2 5 2 32 3 5lim lim

2 3 2 2 3 2

2 4 3 6 2 3 10 15lim

2 3 2

3 12 6lim Indeterminación

2 6

3lim

2

x x

x

x

x

x x x x xx x x

x x x x

x x x x x x x

x x

x x

x x

x

x

3 3lim

2 2x



c)

2 2

2 2 2 2

2 2

2 22 2 2 2

2 2 2 2

2 2

2 2 2

lim Indeterminación

lim

lim lim

2lim lim

x

x

x x

x x

x x x x

x x x x x x x x

x x x x

x x x x x x x x

x x x x x x x x

x x x x x

x x x x x

2

2 2

Indeterminación

2 2 2lim lim lim 1

2x x x

x x x

x x x

x x xx x

3.9. La indeterminación de la forma 0·

Para resolverla suele dar resultado operar la expresión inicial hasta transformarla en otra expresión

no indeterminada o en otra forma indeterminada del tipo 0

0 o

.

Ejemplo:

2

2 2

3 3 1lim · ·0 Indeterminación lim

2 5 2 5 2x x

x x xx

x x x x



4. Continuidad de una función en un punto

Una función es continua en un punto cuando el límite de la función en dicho punto es igual al valor de la función en él. La definición es la siguiente: f (x) es continua en el punto x = a lim ( ) ( )

x af x f a

.

Una función es continua en x=a cuando cumple las tres condiciones: 1) La función f (x) está definida en el punto x = a. Esto es, se sabe cuánto vale f (a). 2) Existe el límite en x = a: existe lim ( )

x af x L

3) El valor del límite coincide con f (a). Esto es, lim ( ) ( )x a

f x L f a

.

De las cuatro funciones siguientes, sólo la primera es continua en el punto x = a.

Ejemplo:

La función 4

( )1

f xx

es discontinua en x=–1, pues en ese

punto no está definida.

Si calculamos los límites laterales en x=–1:

1

4 4lim

1 0x x

1

4 4lim

1 0x x

4.1. Funciones continuas.

1) Las funciones polinómicas 0 1( ) ... n

nf x a a x a x , son continuas para todo número real x.

Ejemplos:

Son funciones continuas:

a) ( ) 2f x . Las funciones constantes se representan mediante una recta horizontal.

b) ( ) 2 1f x x . La función polinómica de primer grado es una recta.



c) 2( ) 2 1f x x x . La función polinómica de segundo grado es una parábola.

d) 5 2( ) 3 2 1f x x x x . Todos los polinomios, de cualquier grado son funciones continuas.

2) Las funciones racionales 0 1

0 1

...( )

...

n

n

m

m

a a x a xf x

b b x b x

, son continuas en todos los puntos de su

dominio; esto es, siempre que no se anule el denominador.

Ejemplos:

a) La función 2

3 1( )

2

xf x

x

es continua siempre, para todo número real, pues su denominador

siempre es distinto de 0.

b) La función 2

3 1( )

4

xf x

x

es continua para todo número real distinto de 2, y –2. Para esos dos

valores se anula el denominador.

3) Las funciones con radicales, trigonométricas, logarítmicas y exponenciales son continuas en todos

los puntos de su dominio.

Ejemplos:

a) La función 2( ) 4f x x es continua para todo x ≥ 2; y para todo x ≤ –2. En el primer caso por

la derecha; en el segundo, por la izquierda. No está definida en el intervalo (–2, 2).

b) La función 2( ) 4f x x es continua sólo en el intervalo [–2, 2], que es su dominio de

definición.

c) Las funciones seno y coseno son continua siempre. Si aparecen en cocientes habrá que aplicar el

criterio general de denominadores no nulos.

Así, por ejemplo, la función 3 1

( )1 cos

xf x

x

no es continua en los puntos en los que no está definida,

que son: 0, 2 , 4 , 6 ,...... en esos valores se anula el denominador.

d) La función 2( ) log 1f x x , que está definida siempre que –1, 1x , es continua para todo

– , –1 1,x .

e) La función 2 1( ) 3 xf x x e es continua en todo R. En cambio, 2

1( ) 3 xf x x e no es

continua en x = 1, ya que no está definida en ese punto.

4) Las funciones definidas a trozos serán continuas si cada función lo es en su intervalo de definición, y

si lo son en los puntos de unión de los intervalos; para esto último es necesario que coincidan los

límites laterales.

Ejemplos:



a) La función

2 0( )

0 0

x si xf x

si x

es continua en todo R.

b) La función

2 0( )

1 0

x si xf x

x si x

es discontinua en x = 0.



5. Resumen de operaciones con expresiones infinitas

Suma

Siendo un número real cualquiera


K K

K K

Producto

· Siendo un número real positivo

· Siendo un número real negativo

· Siendo un número real positivo

· Siendo un número real negativo

· ·

· ·

K K

K K

K K

K K

Cociente


Siendo un número real positivo

Siendo un número real negativo

Siendo un número real positivo

Siendo un número real negativo

0 0

0 K

KK

KK

KK

KK

K

K

Siendo 0

Indetermin0

ación

K

K

Potencia

Siendo 1

0 Siendo 0< 1

K K

K K

0 Siendo 1

Siendo 0< 1

K K

K K

0



Ejercicios

Cálculo de límites por métodos algebraicos

1. Utiliza tu sentido común para asignar valor a los siguientes límites:

a) 2limx

x

; 3limx

x

; 3 2limx

x x

b) 2limx

x

; 3limx

x

; 3 2limx

x x

c) 2

2limx

x

; 3

0limx

x

; 3 2

1limx

x x

d)2

1lim

x x ;

3

1lim

x x ;

3 2

1lim

x x x

e) 2

2

3lim

x

x x

x

;

2

3

3lim

x

x x

x

;

2

3 2

3lim

x

x x

x x

f) 3

2

3lim

x

x x

x

;

3 2

3

3lim

x

x x

x

;

3 2

3 2

3lim

x

x x

x x

g) 4 3

2

3lim

x

x x

x

;

3 4

3

3lim

x

x x

x

;

3 5

3 2

3lim

x

x x

x x

2. Tanteando con la calculadora, indica el valor de los límites:

a) 0

limx

senx

x

b) ln

limx

x

x

c) 2

limx

x

e

x

3. Resuelve los siguientes límites:

a) 3 2

4 3 22

8 12lim

4 5 4 4x

x x x

x x x x

b) 3

2

8lim

2x

x

x

c) 4 3 2

3 20

3lim

4 5x

x x x

x x x

4. Halla, en función de los valores de p, los siguientes límites:

a) 2

22lim

3 2x

x px

x x

b) 3

22

8limx

x

x p

5. Calcula los siguientes límites:



a) 0

1 1limx

x

x

b) 0

4lim

4 4x

x

x x

c) 2 2 2

lim2x

x x x

x

6. Calcula:

a) 2

3

2 10lim

3 4x

x x

x x

b) 2

2

3 4lim

2 5x

x

x x

c) 3

2

2lim

12x

x

x x

7. Calcula el valor de los siguientes límites:

a) 2

2

5 1lim

4 3x

x x

x x

b) 2 2

lim2 1x

x x

x

c) 2

3

3 5lim

5 3x

x x

x x

8. Halla el valor de a para que

22

2

3lim 2

3

ax

x

x x

x

9. Calcula:

a)

2 3lim ln

2x

x x

x

b)

2

2

3lim log

2x

x x

x

c)

2

2

3lim ln

2x

x x

x

10. Calcula:

a)

2

1

2

2lim3

x

x

b) 2lim 3x

x

x

c) 1

3 9lim

3

x

xx



11. Calcula:

a)

3 2

21

3 1lim

1

x

x

x

x

x

b)

3 2

1

1

3 1lim

2

x

x

x

x

x

c) 2

3 22 1

2

1lim

2

x

x

x

x

x

12. Halla el valor de los siguientes límites:

a)

22

1lim

2 2x

x x

x x

b) 2

23

2 3 5 6lim

3 9x

x x x

x x

c) 2 2

2

1 3lim

3x

x x

x x

13. Calcula los siguientes límites:

a) lim 2x

x x

b) 2 2lim 2 3x

x x x x

c) 2lim 5 4x

x x x

14. (EBAUM) Calcule los siguientes límites:

a)

2 5

36lim

1

x

x

x

x

x

b) 20

1 1limx x x


a) 4

1 4lim

42x xx

b) 0

4 4lim

4x

x x

x


a) 2 23

lim5 2x

x x

x x

b) 2 2lim 2 2x

x x



Continuidad

17. Indica los puntos de discontinuidad de cada una de las siguientes funciones. Justifica la respuesta

en cada caso.

a) 3( ) 8f x x b) 3

( )8

xf x

x

c)

2( )

8

xf x

x

d)

2( )

8

xf x

x

e) 2( ) 4f x x f) ( ) 4f x x g)

2( ) xf x e h) ( ) log 5 6f x x

18. Indica los puntos de discontinuidad de cada una de las siguientes funciones. Justifica la respuesta

en cada caso.

a) 0

( )1 0

cosx si xf x

x si x

b)

1 1

( ) 11

2

xe si x

f xsi x

x

c)

1 1( )

ln 2 1

x si xf x

x si x

19. (EBAUM) Considere la función dada por

22 1( )

ln 1 1

x ax b si xf x

x si x

Determine los valores de los parámetros a y b sabiendo que ( )f x cumple las siguientes

propiedades

a) ( )f x es continua en todo

b) ( )f x tiene un extremo relativo en el punto de abscisa x = 0.

Soluciones

1. a) +∞; +∞; –∞ b) +∞; –∞; +∞ c) 4; 0; –2 d) 0; 0; 0 e) 1; 0; 0

f) –∞; –1; –1 g) –∞; –∞; +∞

2. a) 1; +∞; +∞

3. a) –1. b) 12. c) 0.

4. a) Si p ≠ 2 el límite será infinito; si p = 2, vale 2.

d) Si p ≠ 4 el límite valdrá 0; si p = 4, vale 3.

5. a) 1/2. b) 8. c) 0.

6. a) 0. b) –3/5. c) +∞.

7. a) 1/2. b) 1/2. c) +∞.

8. a=3ln2

9. a) +∞. b) 0. c) +∞

10. a) +∞. b) 3. c) 1/3.

11. a) 1. b) No existe: 0; +∞. c) 1

12. a) +∞. b) 2/3. c) 3

13. a) 1. b) 5/2. c) –5/2

14. a) 7e

b) +∞



15. a) 1

4 b)

1

8

16. a) 3 b) 0

17. a) No tiene b) –2 c) 8; 8 d) No tiene e) No tiene f) (–∞,–4) g) No tiene h) 6

,5

18. a) No tiene b) x=1; x=2 c) 2x

19. a =0 y b= –3

Tema 8. Derivadas.

No es lo mismo...

... bajar por el tobogán de un parque infantil que tirarse desde lo más alto de una montaña rusa.

Si dibujáramos el perfil del descenso de estas tres atracciones podríamos decir que se trata de la gráfica de tres funciones decrecientes, pero es evidente que el ritmo de decrecimiento en cada una de ellas es muy diferente. Por ejemplo, hablaríamos de un decrecimiento lento en el primer caso y un decrecimiento muy rápido en el tercero. ¿Cómo describirías el de la segunda imagen?

¿Cómo podemos cuantificar la velocidad a la que crece o decrece una función? con la derivada.

Ya sabes que la derivada de una función en un punto es la pendiente de la recta tangente en ese punto. Pues bien, ese número es el que nos informará de si una función está creciendo en un punto o decreciendo y a qué ritmo lo está haciendo.

La derivada nos informa de cómo y a qué velocidad varía una función

En este tema definiremos formalmente conceptos como máximo y mínimo relativo —en la tercera imagen aparece un máximo— o punto de inflexión, como los que puedes visualizar en la segunda imagen. Gracias al cálculo de estos puntos podrás dibujar con precisión gráficas de funciones que hasta ahora sólo podías esbozar.

Acabaremos resolviendo problemas para que puedas apreciar la gran potencia que tiene la derivada tanto como herramienta de cálculo como en el análisis de funciones.

Un tipo de problemas muy interesantes son los de optimización. En la vida cotidiana interesa con frecuencia lograr que una cierta magnitud sea lo más grande o lo más pequeña posible. Por ejemplo: calcular el precio a que debe venderse un producto para obtener el máximo beneficio, o bien, averiguar la forma que debe tener una caja de una cierta capacidad para que el coste de producción sea mínimo. Resolveremos problemas sencillos y dejaremos los más complejos para el curso que viene, que es cuando dispondrás de las herramientas de cálculo necesarias.


Tema 8. Derivada de una función 39

1. Derivada de una función en un punto

1.1. Definición

Una función f (x) es derivable en el punto x = a si existe el límite:

0

( ) ( )limh

f a h f a

h

.

Este límite se denota por f ´(a), y existe cuando resulta un número real finito.

La derivada es el límite de un cociente de dos cantidades infinitesimales. El numerador mide la

variación de la variable dependiente (f (x)) cuando la variable independiente (x) pasa de a a a + h.

El cociente mide la tasa de variación media de una variable respecto a la otra. Cuando se impone que

la variable independiente varíe una cantidad infinitesimal (eso indica que h → 0), lo que se está

calculando es la tasa de variación instantánea de la función f (x) en un punto determinado. Esto es, qué

le pasa a f (x) cuando varía x en los alrededores de un punto a.

Ejemplo:

Dada la función 2( ) 4f x x x , su derivada en el punto x = 3 es 0

(3 ) (3)(́3) lim

h

f h ff

h

Como 2 2 2(3 h) 3 4 3 9 6 12 4 2 3f h h h h h h h y

2(3) 3 4·3 9 12 3f , se tendrá:

2 2

0 0 0 0

(3 ) (3) 2 3 3 2(́3) lim lim lim lim

h h h h

f h f h h h h hf

h h h

( 2)h

h

2

Luego (́3) 2f . Este número indica que en el punto x = 3, la función está decreciendo en la proporción

2 a 1: la razón que expresa la relación entre ambas variables vale –2.



1.2. Interpretación geométrica de la derivada (recta tangente a la función)

La derivada, f ´(a) , es un número que da el valor de la pendiente de la recta tangente a la curva f (x) en el punto P(a, f (a)) . Esto es, en la recta y = mx + n se tiene que m = f ´(a) ; como además la recta pasa por P(a, f (a)) , se obtiene que la ecuación de dicha recta tangente será:

– ´ · –y f a f a x a .

Observaciones: 1. La tangente a una curva en un punto es la recta que mejor aproxima a la curva en ese punto

concreto. La derivada indica lo que variaría la función si se comportara linealmente (como la recta tangente) en un entorno de ese punto.

2. La derivada, como la recta tangente, va cambiando según cambia el punto de referencia.

3. El alumno aplicado y con buena memoria recordará que la pendiente de una recta indica lo que la recta aumenta (si es positiva) o disminuye (si es negativa) por cada incremento unitario de la variable x.

Ejemplo:

La recta tangente a la función 2 4f x x x en el

punto de abscisa x = 3, será:

3 ´ 3 ( 3)y f f x .

Y como f (3) 3 y f ´(3) 2 , se obtiene: y 3 2(x 3)

2 9y x .



1.3. Derivabilidad, continuidad y derivadas laterales.

Para que una función sea derivable en un punto son precisas dos condiciones:

1) Que la función sea continua en dicho punto.

2) Que las derivadas laterales existan y coincidan en ese punto.

Derivadas laterales

Izquierda: 0

( ) ( )(́ ) lim

h

f a h f af a

h

Derecha:

0

( ) ( )(́ ) lim

h

f a h f af a

h

La derivada, f ´(a), existe cuando (́ ) (́ )f a f a .

Geométricamente significa que la tangente a la curva en el punto

, ( )a f a es la misma tanto si se traza por la izquierda como por la

derecha.

Las derivadas laterales no coinciden en los puntos angulosos, en los

picos de las funciones. Por tanto, en esos puntos no existe la derivada.

Esta condición es particularmente importante en las funciones

definidas a trozos. Para esas funciones resulta obligado estudiar las derivadas laterales en los puntos de

separación de los distintos trozos.

Continuidad y derivabilidad

La relación entre derivabilidad y continuidad es la siguiente:

“Si f (x) es derivable en x = a f (x) es continua en x = a”

El recíproco no es cierto: “si f (x) es continua en x = a f (x) es derivable en x = a”

Para comprobar este resultado basta con dar un contraejemplo. El más sencillo es considerar la función

f x x , que es continua en x = 0 pero no derivable.

Ejemplos:

a) La función

2 4 3( )

2 9 3

x x si xf x

x si x

es continua y

derivable en el punto donde se unen las funciones a trozos,

en x = 3. Esto implica que se puede pasar de una función a

otra sin cambios bruscos. (Recuerda que y 2x 9 es la

recta tangente a 2 4y x x en x = 3).

b) La función

2 1 0( )

1 0

x si xf x

x si x

es continua en x = 0,



pero no es derivable en ese punto. (En el punto x = 0, la función hace un cambio brusco, tiene

un pico).

2. Función derivada

La función derivada de una función f (x) es una nueva función que asocia a cada número real su derivada. Se denota por f ´(x). Su definición es la siguiente:

0

( ) ( )(́ ) lim

h

f x h f xf x

h

Si y f x , se escribe ´ ´y f x . También es frecuente escribir ( )

(́ ) ´df x dy

f x o ydx dx

.

2.1. Derivada de algunas funciones

Para obtener la función derivada de cualquier función conviene seguir el proceso siguiente:

1) Dada y f x , hallar f x h .

2) Hallar y simplificar la diferencia –f x h f x .

3) Escribir y simplificar el cociente ( ) ( )f x h f x

h

4) Resolver el límite 0

( ) ( )(́ ) lim

h

f x h f xf x

h

. En el cálculo de este límite suele estar la

dificultad mayor.

Para las funciones usuales existen una serie de fórmulas que dan su función derivada. Más adelante se dará una breve tabla con las más frecuentes. Aquí, para que se aprecie el método a seguir (y quizás la dificultad de ello) se obtendrá la derivada de una función sencilla.

Ejemplos:



a) La función derivada de 2( ) 2f x x x puede obtenerse así:

1) Se calcula f x h :

2 2 2( ) 2 2 2 2f x h x h x h x h xh x h

2) Se halla –f x h f x :

2–f x h f x x 2 2 2h xh x 22h x 2x 2 2 2 2 2h xh h h h x

3) Se forma el cociente ( ) ( )f x h f x

h

:

2 2( ) ( )2 2

h h xf x h f xh x

h h

4) Se resuelve el límite 0

( ) ( )(́ ) lim

h

f x h f xf x

h

:

0 0

( ) ( )(́ ) lim lim 2 2 2 2

h h

f x h f xf x h x x

h

Por tanto, la función derivada de 2( ) 2f x x x es (́ ) 2 2f x x

Si ahora se desea hallar la derivada en cualquier punto, basta con sustituir. Así:

(́0) 2·0 2 2; (́1) 2·1 2 4; (́ 2) 2·( 2) 2 2f f f

3. Reglas de derivación para las operaciones con funciones

Se puede demostrar que la derivada de una función polinómica es la siguiente:

1 2 1 2

1 2 1 0 1 2 1( ) ... (́ ) · 1 ... 2n n n n

n n n nf x a x a x a x a x a f x n a x n a x a x a

Ejemplos: a. ( ) 32 (́ ) 0f x f x

b. ( ) (́ ) 1f x x f x

c. 3 2( ) (́ ) 3f x x f x x

d. 5 4( ) (́ ) 5f x x f x x

e. 5 3 4 2( ) 32 (́ ) 5 3 1f x x x x f x x x

Cuando las funciones no aparezcan en su forma tan simple o cuando intervengan más de una función se aplicarán las siguientes propiedades.

Derivada de una constante por una función:

( ) · ( ) (́ ) · (́ )f x k g x f x k g x

Ejemplos:



a. 4 3 34 ´ 4·4· 16y x y x x

b. 4 3 31 1´ ·4·

4 4y x y x x

c. 1 2

2

2 22· ´ 2·( 1)·y x y x

x x

d. 3 4

3 4

2 62· ´ 2·( 3)·y x y x

x x

Derivada de una suma o diferencia de funciones:

( ) ( ) ( ) (́ ) (́ ) (́ )f x g x h x f x g x h x

Ejemplos:

a. 5 3 4 23 4 15 12x x x x

b. 2 2

45 5

x

Derivada de un producto de funciones:

( ) ( ) · ( ) (́ ) (́ ) · ( ) ( ) · (́ )f x p x s x f x p x s x p x s x

Ejemplos:

a. 5 4 4 4 5 3 8 8 83 ·5 ´ 15 ·5 3 ·20 75 60 135y x x y x x x x x x x . También se puede multiplicar

primero y derivar después, obteniendo el mismo resultado. 5 4 9 83 ·5 15 ´ 135y x x x y x .

b. 3 3 2 3 3 2 3 22 3 5 ´ 2 5 2 3 3 2 10 6 9 8 9 10y x x y x x x x x x x x

Derivada de un cociente de funciones:

2

( ) (́ ) · ( ) ( ) · (́ )( ) (́ )

( ) ( )

n x n x d x n x d xf x f x

d x d x

Ejemplos:

a.

2 2 2

1· 1 1· 11 1 1 2´

1 1 1 1

x xx x xy y

x x x x

b.

22 2 2 2

2 2 2

2 3 · 1 1· 3 13 1 2 2 3 3 3 1 2 2´

1 1 1 1

x x x xx x x x x x x x xy y

x x x x

Derivada de la función compuesta (regla de la cadena):

( ) ( ) (́ ) ´ ( ) · (́ )f x g h x f x g h x h x



Ejemplos:

a. 4 3

5 5 4 15 4 193 ´ 4· 3 ·15 4·27· ·15· 1620y x y x x x x x . Evidentemente esta derivada sirve

como ejemplo, pero la forma lógica de hallarla es simplificar antes de derivar para hacerla de

forma más ágil y segura.

4

5 20 193 81 ´ 1620y x x y x

b. 4 3

5 3 5 3 4 23 3 5 12 ´ 4· 3 3 5 12 · 15 9 5y x x x y x x x x x . Con esta derivada es

más lógico utilizar la regla de la cadena.

4. Fórmula de la función derivada de las funciones usuales

4.1. Derivada de potencias y raíces

Son dos casos particulares de funciones compuestas: ( ) ( )n

ny f x e y f x

Sus derivadas son:

1

1

´ 0

´ 1

´ ·

· ´ · ·

n n

n n

y k y

y x y

y x y n x

y k x y k n x

1

( ) ´ · ( ) · (́ )n n

y f x y n f x f x

1

(́ )( ) ´

· ( )

n

nn

f xy f x y

n f x

El caso particular de la raíz cuadrada es conveniente aprenderse la fórmula rápida:

(́ )( ) ´

2 ( )

f xy f x y

f x .

La derivada de las raíces también puede obtenerse convirtiendo la raíz en una potencia de exponente fraccionario y derivando como potencia:

1 1

11( ) ( ) ´ · ( ) · (́ )n n ny f x f x y f x f x

n

.

Ejemplos:

a. 4 2 31 12 32 ´ 4 4

4 4y x x x y x x

b. 5 4

4 2 4 2 31 1 12 32 ´ 2 32 · 4 4

4 4 4y x x x y x x x x x

c. 2

3 2

3 2

3 105 3 ´

2· 5 3

x xy x x y

x x



d.

23 3 2

23 23

3 105 3 ´

3· 5 3

x xy x x y

x x

4.2. Derivada de las funciones logarítmicas

Logaritmo neperiano: 1

ln ´y x yx

Para la función compuesta: (́ )

ln ( ) ´( )

f xy f x y

f x

Logaritmo en base a: 1

log ´ loga ay x y ex

Observación:

loga e es un número, por ejemplo 2 1,4426log 95..e ; 0,43429448l ..og 19e

Para la función compuesta: (́ )

log ( ) ´ log( )

a a

f xy f x y e

f x

Ejemplos:

a. 2

2

2 4ln 4 11 ´

4 11

xy x x y

x x

b. 2

2

2 4log 4 11 ´ ·log

4 11

xy x x y e

x x

4.3. Derivada de las funciones exponenciales

Exponencial de base a: ´ ·lnx xy a y a a

Para la función compuesta: ( ) ( )´ · (́ )·lnf x f xy a y a f x a

Exponencial de base e: ´x xy e y e

Para la función compuesta: ( ) ( )´ · (́ )f x f xy e y e f x

Ejemplos:

a. 10 ´ 10 ·ln10 2,3·10x x xy y

b. 2 24 42 ´ 2 · 2 4 ln 2x x x xy y x

c. 2 24 4´ 2 ·x xy e y x e



4.4. Derivada de las funciones trigonométricas

Las reglas de derivación de las funciones trigonométricas se obtienen aplicando las fórmulas trigonométricas y las propiedades de la derivada de las operaciones con funciones.

Función seno: cossenx x

Función coseno: cos x senx

Función tangente: 2

1

costgx

x

Ejemplos:

a. 2 21 ´ 2 cos 1y sen x y x x

b. 2 2cos 2 ´ 1 4 2y x x y x sen x x

c. 2

1 1 cosln ´ ·

cos

xy tgx y

tgx x

2

1·

sen cosx

1

·cossenx xx

4.5. Derivada de las funciones trigonométricas inversas

La fórmula de la derivada de cada una de estas funciones puede obtenerse a partir de su definición.

Función arc sen x : 2

1

1arc sen x

x

Función arc cos x : 2

1arc cos

1x

x

Función arc tg x : 2

1

1arc tg x

x

Ejemplos:

a. 2 22

1 1 11 ´ ·1

21 1 21 1y arc sen x y

x xx xx

b. 2 2 2

1 1 1 1cos ´ ·

4 4 164· 11

164

xy arc y

x xx

c.

2

2 42

1 2´ ·2

11

xy arc tg x y x

xx



4.6. Tabla de la derivada de las funciones usuales

Resumiendo todo lo anterior puede formarse la siguiente tabla. En ella:

c, n, a y e son números x designa la variable independiente. y representan la función de x.

TABLA DE FUNCIONES DERIVADAS

Función Función derivada

y C ´ 0y

xy ´ 1y

nxy 1´ · ny n x

y x 1

´2

yx

ny x 1

1´

· n ny

n x

xy a ´ ·lnxy a a

xy e ´ xy e

logay x 1

´ logay ex

lny x 1

´yx

y sen x ´ cosy x

cosy x ´y sen x

y tg x 2

2

1´ o bien ´ 1

cosy y tg x

x

y arc sen x 2

1´

1y

x

cosy arc x 2

1´

1y

x

y arc tg x 2

1´

1y

x

4.7. Derivadas sucesivas

A la función derivada de (́ )f x se le llama derivada segunda; se escribe ´́ ( )f x . De manera análoga

se puede definir la derivada tercera: ´́ (́ )f x , que es la derivada de la derivada segunda. Y también la

derivada de orden 4: ´ ( )vf x , que es la derivada de la derivada tercera.

A la derivada de orden n se le llama derivada n–ésima; y se escribe )( )nf x .



Ejercicios:

1. Calcula la derivada primera, segunda y tercera de 2( ) 4f x x x

2. Calcula la derivada de 2

3( )

5

xf x

x


3 2( ) 2 3f x x x

4. Calcula la derivada de 2( ) 3 2f x x x

5. Calcula la derivada de 5 2( ) 1f x x


3( )f x

x


5

4( ) 2 7 5f x x x

x

8. Calcula la derivada de 4 1( ) 3 xf x


( ) x xf x e

10. Calcula la derivada de 4( ) lnf x x x

11. Calcula la derivada de 2( ) log 3 2f x x

12. Calcula la derivada de ( ) · xf x x e

13. Calcula la derivada de 2( ) · xf x x e

14. Calcula la derivada de 2 1( ) · xf x x e

15. Calcula la derivada de ( ) · xf x x e

16. Calcula la derivada de ( ) · lnf x x x

17. Calcula la derivada de 2( ) 3cos 5

2

xf x sen x tg x

18. Calcula la derivada de ( ) ln cosf x x


( )1

x

x

ef x

e

20. Calcula la derivada de ( )2

xf x sen

21. Calcula la derivada de 3 2 2( ) 2

xx xf x e

Soluciones:

1) (́ ) 2 4; ´́ ( ) 2; ´́ (́ ) 0f x x f x f x 2)

2

22

3 15(́ )

5

xf x

x

3) 4

3 2 2(́ ) 5 2 3 3 4f x x x x x 4) 2

3 1(́ )

3 2

xf x

x x

5)

4

25

2(́ )

5· 1

xf x

x

6) 4

9(́ )f x

x

7) 2

6

20 5(́ ) 21

2f x x

x x 8)

4 1(́ ) 4·ln3·3 xf x

9) 2

(́ ) 2 1 · x xf x x e 10) 3

4

4 1(́ )

xf x

x x

11)

2

6(́ )

3 2

xf x

x

12) (́ ) · 1xf x e x



13) 2(́ ) · 2xf x e x x 14) 2 1 2(́ ) · 1 2xf x e x 15) (́ ) · 1xf x e x

16) (́ ) 1 lnf x x 17) 2 2

1 2(́ ) cos 15

2 2 cos

x xf x senx

x 18) (́ )f x tgx

19)

2

2·´( )

1

x

x

ef x

e

20) (́ ) cos

2 2

xf x

21)

32 2 21

(́ ) 3 2 2 ln 2 ·2

xx xf x x e

5. Aplicación al cálculo de límites. Regla de L´Hôpital

En el cálculo de límites pueden aparecer siete expresiones (formas) indeterminadas. Son:

0 001 0· 0

0

Hasta ahora, cuando se presentaba alguna de esas indeterminaciones, se resolvían, si era posible,

mediante transformaciones algebraicas. Sirva como recordatorio el siguiente ejemplo:

22 2

2 0 2lim Indeterminación lim

4 0x x

x x

x

2 2x x 2

1 1lim

2 4x x

A partir de ahora puede emplearse otro procedimiento más eficaz y que, además, permite estudiar una

mayor variedad de funciones. Este procedimiento se sirve de las derivadas y recibe el nombre de regla

de L´Hôpital.

5.1. Regla de L´Hôpital para resolver la indeterminación 0

0

En el caso de que ( ) 0

lim( ) 0x a

f x

g x y de que f (x) y g(x) sean funciones derivables en un entorno de a, se

cumple:

Si lim ( ) 0 lim (x) 0x a x a

f x y g

, siendo g(x) 0 en un entorno de a, si existe (́ )

lim(́ )x a

f x

g x, entonces

también existe ( )

lim( )x a

f x

g x, y se cumple que:

( ) (́ )lim lim

( ) (́ )x a x a

f x f x

g x g x .

(Esto es igualmente válido para los límites laterales o en el infinito: si , , x a a o ).

“El límite de un cociente del tipo 0

0 es igual al límite del cociente de las derivadas”

Ejemplos:



1. 0 0

0 coslim Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital= lim 1

0 1x x

senx x

x

2. 3 2

21 1

0 1 3 2lim Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital=lim 2

3 2 0 2 3 1x x

x x x

x x x

3.

2

20 0

0

1 cos 0 2lim Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital= lim

2 0 4

0 cos 2 3Indeterminación Aplicando de nuevo la regla de L´Hôpital= lim

0 4 4

x x

x

x x senx x

x x

x

5.2. Regla de L´Hôpital para resolver la indeterminación

En el caso de que ( )

lim( )x a

f x

g x

y de que f (x) y g(x) sean funciones derivables en un entorno de

a, se cumple:

Si lim ( ) lim (x)x a x a

f x y g

, si existe (́ )

lim(́ )x a

f x

g x, entonces también existe

( )lim

( )x a

f x

g x, y se

cumple que:

( ) (́ )lim lim

( ) (́ )x a x a

f x f x

g x g x .

(Esto es igualmente válido para los límites laterales o en el infinito: si , , x a a o ).

“El límite de un cociente del tipo

es igual al límite del cociente de las derivadas”

Observaciones: 1. La regla sólo se aplica, previa comprobación de la existencia de una indeterminación del tipo

o

0

0.

2. Se puede aplicar de forma reiterada. 3. No se deriva como cociente, sino que se hace la derivada del numerador dividido por la

derivada del denominador.

Ejemplos:



1. 1

ln 1lim Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital= lim lim 0

1x x x

x x

x x

2. El siguiente límite se puede hacer con métodos algebraicos (más fácil), pero lo podemos hacer

también con esta nueva regla:

3 2

2

1 3lim Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital= lim

3 2 2 3

6Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital= lim lim 3

2

x x

x x

x x x

x x x

xx

3.

2 2lim Indeterminación Aplicando la regla de L´Hôpital= lim

2 2Indeterminación Aplicando de nuevo la regla de L´Hôpital= lim 0

x xx x

xx

x x

e e

e

6. Aplicación de la derivada para el estudio de la variación de una función

El signo de la derivada primera de una función permite conocer los intervalos de crecimiento y decrecimiento de la curva asociada a ella. Además, en muchos casos posibilita la obtención de máximos y mínimos relativos.

6.1. Crecimiento y decrecimiento

f (x) es creciente en un punto x = a si – f a h f a f a h , para h > 0 y pequeño.

f (x) es decreciente en un punto x = a si – f a h f a f a h , para h > 0 y pequeño.

La función f (x) es creciente (decreciente) en un intervalo cuando crece (decrece) en todos los puntos de él.

Caracterización del crecimiento o decrecimiento mediante la derivada primera (y ´) Si f ´(a) >0 entonces f (x) es creciente en x = a. Si una función f (x) es tal que f ´(x)> 0 para todo x de un intervalo, entonces f (x) es creciente en ese intervalo. Si f ´(a) < 0 entonces f (x) es decreciente en x = a. Si una función f (x) es tal que f ´(x) < 0 para todo x de un intervalo, entonces f (x) es decreciente en ese intervalo.



Máximos Una función f(x) tiene un máximo relativo en el punto x = a si en todos los valores próximos a este punto, el valor de la función es más pequeño que f(a) o lo que es lo mismo, hasta el valor a la función es creciente (y´>0) y después de este valor la función es decreciente (y´<0). Mínimos Una función f(x) tiene un mínimo relativo en el punto x = a si en todos los valores próximos a este punto, el valor de la función es más grande que f(a) o lo que es lo mismo, hasta el valor a la función es decreciente (y´<0) y después de este valor la función es creciente (y´>0).

Caracterización del máximo o mínimo mediante la derivada primera y segunda

Máximo relativo en x = a si se cumple: ´ 0 ´́ 0f a y f a .

Mínimo relativo en x = a si se cumple: ´ 0 ´́ 0f a y f a .



Ejemplo:

La función 2( ) 2f x x x es creciente a la izquierda del

punto x = 1, y decreciente a su derecha, pues

´ 2 2f x x es positiva para x < 1 y negativa para x > 1.

Por tanto, 2( ) 2f x x x tiene un máximo en x = 1.

Es evidente que f ´(1)= 0. La determinación de los puntos singulares de una función (aquellos en los que la derivada vale 0, llamados también puntos estacionarios o críticos; y los puntos en lo que la función no está definida), permitirá obtener el crecimiento, el decrecimiento, los máximos y los mínimos.

Observaciones:

Puede haber mínimo sin que f ´(x) = 0 . Así, la función f x x tiene un mínimo en x = 0 y en

ese punto no es derivable la función.

Puede suceder que f ´(x) = 0 y no haya mínimo ni máximo. Así pasa en el punto x = 0 para la

función 3=f x x . Su derivada, 23´ =f x x , se anula en x = 0, pero:

Si x < 0, (por ejemplo, x =–1), f ´(x) > 0 f (x) es creciente. Si x > 0, (por ejemplo, x = 1), f ´(x) > 0 f (x) es creciente. Por tanto, en x = 0 no hay máximo ni mínimo. Hay un punto de inflexión.



6.2. Aplicaciones de la derivada segunda. Curvatura: concavidad, convexidad, inflexión

La concavidad y la convexidad dependen del punto de vista del que mira. Adoptaremos la

decisión de que la concavidad será así: ; y la convexidad, así: . En algunos libros se expresa

al revés.

Observa lo que sucede en un intervalo de concavidad.

Las tangentes a la curva están por encima de ella.

Las rectas tangentes, de izquierda a derecha, tienen cada

vez menor pendiente. O, lo que es lo mismo, sus

pendientes decrecen. (La pendiente viene dada por la

derivada).

Luego la derivada decrece: f ´(x) es decreciente.

En consecuencia, su derivada (la de f ´(x)) será negativa:

f´´´(x) 0.

Los máximos se dan siempre en una concavidad.

Por tanto, si en x = a hay un máximo de f (x), se cumplirá

que f ´´(a) 0.

Ejemplos:

a) La función 2 2f x x x es cóncava, pues su derivada segunda es

siempre negativa:

´ 2 2 ´́ 2 0f x x f x .

b) La función logaritmo, f x lnx es cóncava en todo su dominio: R+.

Efectivamente, derivando:

2

1 1(́ ) ´́ ( ) 0 para todo f x f x x

x x

.

Observa lo que sucede en un intervalo de convexidad.

Las tangentes a la curva están por debajo de ella.

Las rectas tangentes, de izquierda a derecha, tienen cada

vez mayor pendiente. O, lo que es lo mismo, sus

pendientes crecen. (La pendiente viene dada por la

derivada)

Luego la derivada crece: f ´(x) es creciente.

En consecuencia, su derivada será positiva: f ´´(x) 0.

Los mínimos se dan siempre en una convexidad.

Por tanto, si en x = a hay un mínimo de f (x), se

cumplirá que f ´´(a) 0.



Ejemplos:

a) La función 2 2f x x x es convexa, pues su derivada segunda es

siempre positiva:

f ´(x) 2x 2 f ´´(x) 2 > 0.

b) La función exponencial, ( ) xf x e es convexa siempre, pues su derivada

segunda es siempre positiva:

´ ´́ 0x xf x e f x e para todo x.

Para estudiar la concavidad o convexidad en un intervalo:

Si f ´´(x) 0 en el intervalo 1 2( , )x x f (x) es cóncava en ese intervalo.

Si f ´´(x) 0 en el intervalo 1 2( , )x x f (x) es convexa en ese intervalo.

Para estudiar si en x = a hay un máximo o un mínimo

Si f ´(a)= 0 y f ´´(a) 0 f (x) tiene un máximo en x = a.

Si f ´(a)= 0 y f ´´(a) 0 f (x) tiene un mínimo en x = a.

Puede observarse que los máximos se dan en concavidades; y los mínimos, en convexidades.

Puntos de inflexión

Los puntos en los que la curva cambia de cóncava a convexa, o al revés, se llaman puntos de

inflexión; en esos puntos, la tangente corta a la curva.

Se cumple también que:

Si x = a es un punto de inflexión de f (x) f ´´(a) 0.

Ejemplos:

a) La función 5 32f x x x , vista en un ejemplo anterior, cumple:



4 2 4 2

2 2

2

´ 5 6 5 6 0

0

5 6 0 65 6 0

5

f x x x x x

x

x xx x

Los puntos 6 6

; 0;5 5

x x x , son candidatos a máximos o mínimos.

Para decidirlo estudiemos la variación de la derivada primera:

Antes de 6

5x , por ejemplo

4 22 (́ 2) 5 2 6 2 80 24 0x f . Creciente.

Entre 6

05

x y x , por ejemplo 4 2

1 (́ 1) 5 1 6 1 5 6 0x f .

Decreciente.

Entre 6

05

x y x , por ejemplo 4 2

1 (́1) 5 1 6 1 5 6 0x f . Decreciente.

Después de 6

5x por ejemplo

4 22 (́2) 5 2 6 2 80 24 0x f . Creciente.

Obteniendo el esquema siguiente, que nos permitirá establecer los intervalos de crecimiento y

decrecimiento, así como los máximos y mínimos.

Observando esta evolución de la derivada primera, se puede afirmar:

En los intervalos 6 6

, ,5 5

la función crece

En el intervalo 6 6

,5 5

la función decrece.

En 6

5x hay un máximo.

En 0x hay un punto de inflexión.

En 6

5x hay un mínimo.

También podemos decidirlo con la derivada segunda, obteniendo además los puntos de inflexión:

3 3 2

2

´́ 20 12 20 12 0 20 12 0

0

12 320 12 0

20 5

f x x x x x x x

x

x x



Como:

f ´´(6/ 5) 0, en x 6 / 5 se da un máximo relativo.

f ´´(0) 0 , en x = 0 se da un punto de inflexión.

f ´´( 6/ 5) 0, en x 6 / 5 se da un mínimo relativo

Otros puntos de inflexión son 3

5x .

Para confirmar que los tres puntos indicados son de inflexión hay que ver que la derivada tercera es 0

en los tres casos:

26´́ ´ 0 12f x x

3

´́ ´ 0 12 36 16 05

3

52f

.

´́ ´ 0·0 12 10 2 06f

3

63

´́ ´ 0 12 36 12 055

f

La gráfica de esta función es:

b) La función 3( ) 3 2f x x x se puede estudiar de la misma manera, obteniendo las

conclusiones que aparecen indicadas en su gráfica:



7. Optimización de funciones. Problemas de optimización

La optimización es uno de los problemas económicos más interesantes de resolver. Consiste en determinar el valor que maximiza (beneficios) o minimiza (costes) una función sujeta a determinadas condiciones. Un problema de optimización clásica es el siguiente:

Se desea construir, al lado de una carretera, una zona de descanso para automovilistas. Tendrá forma rectangular y estará vallada por los tres lados no adyacentes a la carretera. Si su superficie es de 7.200 m², ¿qué dimensiones debe tener para que el coste de la valla sea mínimo? La situación planteada se representa en la figura adjunta, que en este, como en la mayoría de los casos, es clave para entender el problema.

7.1. Planteamiento y resolución de un problema de optimización

Un problema de optimización vendrá dado, generalmente, en términos de enunciado. Se dice que está planteado cuando se sabe exactamente qué función hay que hacer máxima o mínima; quedará resuelto cuando se halle y critique la solución. Para ello, puede seguirse el proceso que se detalla a continuación: 1) Saber qué objetivo hay que hacer máximo o mínimo. Esto se deduce de la lectura del enunciado.

En el ejemplo anterior hay que hacer mínimo el coste de la valla. (Este mismo ejemplo nos servirá para ilustrar los demás pasos).

2) Expresar en forma de función el objetivo propuesto.

El coste de la valla será mínimo cuando su longitud (L) sea mínima. Por tanto, la función que hay que hacer mínima es L = x + 2y. Generalmente esta función dependerá de varias variables; aquí, de dos. Hay que determinar cuál de ellas depende de la(s) otra(s) y buscar en el enunciado la relación que liga esas variables; esta relación siempre es una igualdad. Se obtendrá así una función de una sola variable, que puede designarse por f (x) o por cualquier otra letra. Aquí se ha elegido L.

En L = x + 2y aparecen dos variables, x e y, que son las medidas del largo (x) y ancho (y) de la zona de descanso. ¿Qué relación existe entre x e y? Como se dice que la superficie de la zona es de 7.200 m², y esta superficie vale ·S x y , se tendrá que 7200 ·x y . De donde:

7200 7200( ) 2y L x x

x x .

(Aquí termina el planteamiento del problema. Ahora hay que resolverlo)

3) Determinar el máximo o mínimo buscado.



Los óptimos se encuentran entre los puntos críticos de la función, que son las soluciones

´ 0f x . Para que sea máximo hay que exigir que ´́ 0f x ; y para que sea mínimo, que

´́ 0f x .

En este caso hay que buscar un punto que cumpla: L´(x) = 0 y L´´( x) >0 . Como

2

2

22

2

7200 14400 14400( ) 2 (́ ) 1 14400

1 0

(́ ) 0

144000 14400 0 14400 120

L x x x L xx x x

xL x

xx x

x

La solución x = –120 hay que descartarla por no tener sentido una longitud negativa. La derivada segunda:

2 3 3

14400 14400 14400(́ ) 1 ´́ ( ) 2· ´́ (120) 2· 0

120L x L x L

x x .

Por tanto, el mínimo pedido se obtiene cuando x = 120 metros e y = 60 m.

Ejemplos:

1. Descomponer el número 80 en dos sumandos cuyo producto sea máximo.

Solución: Llamemos a estos números x e y.

1) El objetivo es hacer máximo el producto de dichos números. 2) La función es ·P x y , como la suma de ambos es 80, tenemos:

280 80

( ) · 80 80· ·

x y y xP x x x x x

P x y P x y

3) Para hallar el máximo de la función, calculamos su derivada e igualamos a 0:

´ 80 2 0 2 80 40P x x x x

Además, tenemos que: ´́ 2 0P x ⇒ x = 40 es un máximo

Por lo tanto, los números son: x = 40 y = 40

2. Se quiere construir una caja, sin tapa, partiendo de una lámina rectangular de 32 cm de larga por 24 de ancha. Para ello se recortará un cuadradito en cada esquina y se doblará. ¿Cuál debe ser el lado del cuadradito cortado para que el volumen de la caja resultante sea máximo?

Solución: Dibujemos la situación planteada:



A partir del enunciado y siguiendo el proceso aplicado en el ejemplo anterior se tiene: 1) El objetivo es que el volumen de la caja sea máximo.

La caja es un prisma rectangular, cuyo volumen = área de la base por la altura. 2) Para obtener la función conviene hacer un dibujo.

Si se corta un cuadradito de lado x, el volumen de la caja obtenida será:

3 232 2 24 2 4 112( )( 6) 7 8V x x x V x xx x x .

3) Los puntos máximos o mínimos se encuentran, si existen, entre las soluciones de (́ ) 0V x

3 2 2

2

4 112 768 ´ 224 768 0

3 56 192 0

56 832

6

12V x x x x V x x x

x x

x

.

Se obtienen 4,53x y 14,14x .

4) Para ver para qué valor se obtiene el máximo se hace 24´́ 224V x x y se evalúa en

esas soluciones.

Como 4,53 24·4,53´́ 224 0V y 14,14 24·14,1´́ 4 04 22V , el máximo se da

para x = 4,53. Esta es la solución buscada: El cuadradito debe medir 4,53 cm de lado. También se puede tener en cuenta que el valor x = 14,14 no es posible, pues 24 cm no da para cortar dos trozos de ese tamaño.

3. El coste de fabricación de x unidades de un determinado producto viene dado por la función

20,1 3 100C x x x + . Todas las unidades producidas se venden a un precio dado por

25 0,3p x x (C(x) y p(x) en unidades monetarias, u.m.). Calcula el nivel de producción

que: a) Minimiza el coste medio por unidad. ¿Cuál es ese coste? b) Maximiza los beneficios. ¿A cuánto asciende ese beneficio?

Solución: a) El nivel de producción es el número de unidades que hay que producir para alcanzar un determinado fin.



1) El objetivo es determinar el número de unidades que hay que producir para que el coste medio por unidad, M(x), sea mínimo. 2) El coste por unidad se halla dividiendo el coste total, C(x), entre las unidades producidas,

x: 2( ) 0,1 3 100 100

( ) 0,1 3C x x x

M x xx x x

.

3) Para que M(x) sea mínimo, su derivada debe ser 0:

2

2

2

2

2

100´( ) 0,1 0

0,1 1000

0,1 100 0

0,1 100

1001000

0,1

M xx

x

x

x

x

x

Como

33

200 200´́ ( ) ´́ ( 1000) 0

1000

M x Mx

Luego, el mínimo se da cuando 1000 aproximadamente 31,6 unidades.x

Esta respuesta no es adecuada ya que las unidades deben ser 31 o 32, al tratarse de un caso real. Si valoramos M(31)=9,3258 y M(32)=9,325, debe elegirse x = 32 unidades como solución óptima del problema. El precio unitario mínimo será M (32)=9,325 u.m. b) El objetivo es maximizar los beneficios obtenidos por la fabricación y venta de x unidades de producto.

Estos beneficios, B(x), se hallan restando los costes a los ingresos:

B(x) = Ingresos totales – Costes totales. Los ingresos, I(x), se calculan multiplicando el número de unidades vendidas por el precio por unidad. Por tanto,

2( ) · ( ) · 25 0,3 25 0,3I x x p x x x x x .

De donde,

2 2

2

( ) ( ) ( ) 25 0,3 0,1 3 100

( ) 0,4 22 100

B x I x C x x x x x

B x x x

Para que B(x) sea máximo, ´ 0B x :

(́ ) 0,8 22 0

2227,5

0,8

B x x

x

Como ´́ 0,8 0B x , el punto hallado da el máximo beneficio, que asciende a

27,5 202,5 . .B u m

Como en el apartado a), la respuesta debe ser x = 27 o x = 28. En este caso es indiferente, pues B(27) = B(28) = 202,4.



Ejercicios:

Tangente a una curva

1. Halla la ecuación de la recta tangente a cada una de las curvas siguientes en los puntos que se

indica:

a. 2( ) 4f x x x en el punto 3x .

b. 2

3y

x

en el punto de abscisa 1x .

c. 2( ) xf x e en el punto 2x .

2. La curva de ecuación 23 1y x y la recta 4y x b son tangentes en el punto 2

3x . ¿Cuál

debe ser el valor de b?

3. Determina los puntos de la curva 3 23 2y x x en los cuales la recta tangente es paralela a la

recta de ecuación 9 5y x . Halla las ecuaciones de las rectas tangentes en esos puntos.

4. EBAUM. Dada la función ·( )f x x lnx x , se pide:

a) Determine el punto de la gráfica de f para el cual la recta tangente es paralela a la bisectriz

del primer cuadrante. Calcule la ecuación de dicha recta.

b) Determine el punto de la gráfica de f para el cual la recta tangente es paralela al eje OX.

Calcule la ecuación de dicha recta.

Cálculo de derivadas

5. Deriva las siguientes funciones. Simplifica el resultado y calcula en cada caso (́1)f , si existe.

a. 3

2( ) 1 2f x x x x

b. 2( ) ln 2 2f x x x

6. Dada

3

2

2( )

3

xf x

x

, halla los valores de (́1)f y ´́ (1)f .

7. Halla los puntos en los que se anulan las derivadas primera y segunda de

2

2

2 1( )

4 1

xf x

x

.

8. Halla el valor de las derivadas primera y segunda de

2 1

2( )

1

xeg x

x

en el punto 1

2x .

9. Deriva las siguientes funciones simplificando el resultado. Calcula, si es posible, su valor en el

punto 0x :

a) 2

( ) 2 xf x xe b) 2( ) 1 xf x x e c) 2( ) ln 2 2f x x



10. Deriva, simplificando el resultado:

2

2( )

2 1

x xf x

x

11. Deriva las siguientes funciones simplificando el resultado. Calcula en cada caso (́ 1)f , si

existe.

a) 3

2

2 3( )

1

x xf x

x

b) 2 2 2( ) xf x x e c)

2( ) 1 cosf x sen x x

12. Halla la función derivada de:

a) 232 x xy b) 2cosy x c) 2cosy x d)

2

xy tg

e) 3 2y tg x f) 29y x

Cálculo de límites aplicando la regla de L`Hôpital

13. EBAUM. Calcule los siguientes límites:

a)

0

ln coslimx

x senx

x

b) 1

1 1lim

ln 1x x x

c) 0

coslimx

senx x x

x senx

d)

22

1lim

cosx

senx senx

x

.

e)

21

ln 1lim

1x

x x x

x


2

ln 1 0( )

0x

a x si xf x

x e si x

a) Calcule lim ( )x

f x

y lim ( )x

f x

b) Determine el valor de a para que la función sea continua en todo .


0 1

1 0

( ) x

xsi x

f x e

si x

Demuestre que la función es continua en todo .

16. (EBAUM) a) Calcule

1

20

2lim

1

x

x x

e

e

.



b) Calcule

1

20

2lim

1

x

x x

e

e

c) ¿Es continua la función

1

2

2( )

1

x

x

ef x

e

en x = 0? Justifique la respuesta.

17. Calcula el valor de los límites:

a) 0

1 1limx

x

x

b) 3 3

0lim

4

x x

x

e e

x

c) 2

lim3 cos 2x

xsenx

x

d) 0

lim1 cosx

xsenx

x

e) 20

coslim

x

x

e x x

sen x

f) 0

lim ·lnx

senx x

g)

1

0lim

2

x

x

xe

h) 1

lim1 ln

x

x

e x

x x

i) 20

1lim

x

x

x e

sen x

j) ln

limxx

x x

e

k)

2

2

ln 3lim

2x

x

x

l) 2

limx

x

e

x

m)

2

limx

x

e

x

Crecimiento, decrecimiento, máximos, mínimos y puntos de inflexión

18. Dada la función 4

( ) 3 2f x x x , determina:

a. Los puntos de corte con el eje OX. b. Sus máximos y mínimos. c. Sus puntos de inflexión.



19. Comprueba que la función 2

2 1yx

es decreciente en todo su dominio.

20. Halla los máximos y mínimos de la función ( )2 cos

senxf x

x

en el intervalo 0, 2

21. Demuestra que la función 5 4 3( ) 6 15 10f x x x x nunca es decreciente. ¿Es posible que, a

pesar de lo anterior, tenga puntos de inflexión?

22. Dada la función 1( ) 1 xf x x e , halla sus intervalos de crecimiento y decrecimiento; y sus

máximos y mínimos.

23. Halla el valor que debe tomar a para que la función 23

( )2

x axf x

x

tenga un mínimo relativo

en 2x .

24. Comprueba que la función 2

( ) p xf x e tiene un mínimo local en 0x para cualquier valor de

p. ¿Tendrá algún punto de inflexión?

25. Halla el valor de p para que la función ( ) 1xf x e px tenga:

a. Un mínimo. b. Un máximo. c. Un punto de inflexión.

26. Calcular los valores de a y b para que la gráfica de la función 4

( )f x ax bx

pase por el

punto (–1,–3) y admita en ese punto una tangente horizontal.

27. a) Calcula los valores de a y b para que la gráfica de ( )b

f x axx

tenga un mínimo relativo

en el punto (1/2, 4). b) Para esos valores de a y b estudia los intervalos de crecimiento y decrecimiento de ( )f x .

28. EBAUM. Considere la función 2( ) 18f x x x con 4 4x .

a) Calcule la derivada de ( )f x y determine sus puntos críticos.

b) Justifique si la función ( )f x tiene algún máximo o mínimo.

29. EBAUM. Dada la función 2

( ) xf x xe se pide:

a) Calcular lim ( )x

f x

b) Determinar los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como los extremos relativos de la función.

30. EBAUM. Calcule los máximos y los mínimos de las siguientes funciones:

a) · , co( ) ( n 0)f x x ln x x .



b) 2

g( ) , con x x

xx

e

31. EBAUM. Dada la función ( )f x ax b x , determine los valores de los parámetros a y b

sabiendo que ( )f x cumple las siguientes propiedades:

a) ( )f x alcanza su máximo en el punto de abscisa 100x ;

b) La gráfica de ( )f x pasa por el punto (49,91).

32. EBAUM. Dada la función 21

2( )

x

xf x

e se pide:

a) Estudie las asíntotas de la gráfica de f (x). b) Determine los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como los extremos relativos de la función.

Problemas de optimización

33. La suma de dos números positivos es 36; encuentra aquellos cuya suma de cuadrados sea mínima.

34. Determina las medidas de los lados de un triángulo rectángulo de perímetro 6 y cuya área sea máxima.

35. EBAUM. a) Descomponga el número 10 en dos sumandos positivos de manera que la suma de uno de ellos más el doble del logaritmo (neperiano) del otro sea máxima.

b) Calcule dicha suma máxima.

36. EBAUM. La producción mensual de una fábrica de bombillas viene dada por P=2LK2 (en millones), donde L es el coste de la mano de obra y K es el coste del equipamiento (en millones de euros). La fábrica pretende producir 8 millones de unidades al mes. ¿Qué valores de L y K minimizarían el coste total L+ K?

37. EBAUM. La vela mayor de un barco tiene forma de triángulo rectángulo. Sabiendo que la

hipotenusa debe medir 6 metros, calcular sus dimensiones para que la superficie de la vela sea máxima.

Solución:

1. a) 2 9y x b) 1 5

8 8y x

c) 3y x 2.

7

3b

3. 1, 2 3,2y , 9 7y x ; 9 25y x 4. a) ; x e y x e b) 1; 1x y

5. a) 2

2 2(́ ) 3 2 14 ; 52f x x x x x b) 2

2 1 3(́ ) ;

2 2 4

xf x

x x

6.

2 3

4 52 2

10 6 60 108 21(́ ) ; ´́ ( ) ; 1;

43 3

x x xf x f x

x x

7.

1 3; 0;

2 2x x x 8.

40 16;

27 3



9. a) 2(́ ) 2 1 2 ; 2xf x e x b) 2´( ) 1 ; 1xf x x e c) 2

2(́ ) ; 0

1

xf x

x

10.

3

1(́ )

2 1f x

x

11. a)

4 2

22

2 3 3(́ ) ;

1

x xf x No existe

x

b) 2 2(́ ) 2 1 ; 0xf x x x e

c) 2

´( ) 2 1 cos 1 · ; 0f x x x sen x 12. a) 23 1´ 6 1 2 xy x b) ´ 2cos ·y x senx

c) 2´ 2 cosy x x d) ´2 2

xy tg

e)

2

3´

cos 3 2y

x

f)

2´

9

xy

x

13. a) 1 b) 1/2 c) 2 d) 1/2 e) ½ 14. a) +∞; 0 b) a=0

15. Es continua pues coinciden los limites laterales en x= 0

16. a) 2 b) 0 c) No es continua, pues no coinciden los limites laterales.

17. a) 1/2 b) 3/2 c) / 4 d) 2 e) 1 f) 0 g) h) i) –1/2 j)0 k) l) m) 18. a) x=–3; x=2 b) máximo en (-2,256). Mínimo en (2,0) c) x=–1 20. / 3x max;

5 / 3x mínimo 21. Siempre es decreciente al ser su derivada primera positiva antes de 1 y después de 1. Tiene un punto de inflexión en x=1 22. decrece x<0; crece x>0 23. a=18 25. a) si p>0, en x=–lnp hay un mínimo b) no hay máximo c) No tiene punto de inflexión. 26. a=4; b=5 27. a) a=4;b=1 b) máximo (-1/2, -4); mínimo (1/2, 4)

28. a) 2

2

18 2'( )

18

xf x

x

, sus puntos críticos son x=–3 y x=3 b ) x =–3 es mínimo y x=3 es

máximo

29. a) 0 b) f(x) es decreciente en 1 1, ,

2 2

y es creciente en el intervalo 1 1,

2 2

.

Presenta un mínimo relativo en 1

2x y un máximo relativo en

1

2x

30. a) x = e-1

es un punto mínimo b) x = 0 es mínimo y x=2 es máximo

31. Los valores de las variables son a = –1 y b = 20

32. a) No tiene asíntota vertical ni oblicua y la horizontal es y=0 b) La función es decreciente en el

intervalo 1,

2

, creciente en 1 1,

2 2

y decreciente en 1,

2

. La función presenta un

mínimo en 1

2x y un máximo en

1

2x

33.18 y 18 34. 6 3 2;c 6 2 6a b 35. a) Los números son 1 y 9 b) La suma máxima es 9 .

36. Los valores para los que se minimiza el coste son K = 2 millones de euros y L = 1 millón de euros.

37. Las dimensiones de la vela con superficie máxima son de catetos 18x y m .

Tema 9. Integrales

1. Concepto de integral indefinida

La derivada de una función permite conocer la tasa de variación (el cambio instantáneo) de un determinado fenómeno a partir de su función. Con la integración, el proceso es inverso: se trata de conocer la función inicial a partir de su derivada: partiendo del estudio de la variación de un fenómeno, llegar a conocer la función que lo explica.

1.1. Primitiva de una función

Si se conoce una función F x , es fácil hallar su derivada ´F x aplicando las fórmulas.

El proceso inverso, encontrar F x a partir de ´F x , se llama integración.

A la función F x se le llama primitiva o antiderivada de la función f x . Para ver que la

primitiva de una función es correcta basta con derivar, pues:

´F x es una primitiva de f x F x f x


Tema 9. Integrales 70

Ejemplos:

a) Si 2 3F x x x , su derivada es 3´ 2F x x ; entonces: una primitiva de 2 3f x x

será 2 3F x x x .

Observación:

Otra primitiva de 2 3f x x es, por ejemplo, 2 3 14x xF x , pues

derivando:

2 3 14 2´ ´ 3x xF x x .

Todas la funciones de la forma 2 3 Kx x xF , donde K es un número, son

primitivas de 2 3f x x .

b) Si ln 3 1F x x , su derivada es 3

´3 1

F xx

; en consecuencia, una primitiva de

3

3 1f x

x

será ln 3 1F x x .

Todas las funciones de la forma ln 3 1F x x K son primitivas de 3

3 1f x

x

.

c) Para hallar una primitiva de 2

3

3

2 17

xf

xx

hay que saber la fórmula de la “derivada de

la raíz”; esto es, que si 2

3

3

317 ´

2 17

xy x y

x

. En consecuencia, una primitiva de

2

3

3

2 17

xf

xx

será 3( ) 17F x x .

Observación: A lo largo de este tema se estudiarán los métodos básicos de integración, pero si no se conocen con soltura (y de memoria) las fórmulas de derivación el trabajo resultará inútil.

1.2. Integral indefinida

Dada una función f x , si F x es una de sus primitivas, la integral indefinida de f x es la

función F x K , donde K es un número que se llama constante de integración.

Se escribe así:



( ) ( )f x dx F x K , (dx indica la variable de integración; de derivación).

En consecuencia, la derivada y la integral son “operaciones” inversas; de manera análoga a como lo son la raíz cuadrada y el cuadrado o la exponencial y el logaritmo. Esto es, al aplicar sucesivamente la integral y la derivada a una función se obtiene la misma función:

( ) ( )f x dx f x y (́ ) ( )f x dx f x .

Ejemplos:

a) 2(2 3 3)x dx x x K . Puede comprobarse que 2 3 2 3x x K x

.

b) 3

ln 3 13 1

dx x Kx

. Puede comprobarse que

3ln 3 1

3 1x K

x

.

c) 3 44x dx x K . Puede comprobarse que 4 34x K x

.

d) Halla la primitiva ( )F x de 3( ) 4f x x que cumple (1) 0F .

Una primitiva está calculada en el ejemplo anterior y es 4( )F x x K , calculemos K para

que 4(1) 0 1 0 1F K K

La primitiva pedida es 4( ) 1F x x

1.3. Propiedades de la integral indefinida

1) La integral de un número por una función es igual al número por la integral de la función:

· ( ) · ( )k f x dx k f x dx .

Esto significa que los números que multiplican a una función pueden entrar y salir del

integrando, según convenga.

Esta propiedad facilita el cálculo de integrales mediante el sencillo procedimiento de ajustar

constantes.

Ejemplos:

a) Para hallar 38x dx puede realizarse el procedimiento siguiente:

3 3 3 4 48 2·4 2 4 2 2x dx x dx x dx x K x K

b) Para hallar 37x dx puede realizarse el procedimiento siguiente:

3 3 3 3 3 4 41 1 7 7 77 7 7 ·4 7 · 4 4

4 4 4 4 4x dx x dx x dx x dx x dx x K x K

2) La integral de una suma de funciones es igual a la suma de las integrales de cada una de

esas funciones:

( ) (x) ( ) ( )f x g dx f x dx g x dx



Ejemplos:

a) 22 3 2 3 3x dx xdx dx x x K

b) 1 1x x xe dx e dx dx e x K

2. Relación de integrales inmediatas

Las integrales de las funciones usuales, que conviene saber de memoria, son las siguientes.

TABLA DE INTEGRALES INMEDIATAS

Cdx Cx K

1

; siendo 11

nn x

x dx K nn

1

2dx x K

x

1lndx x K

x

1 lnx dx x K

(́ )

ln ( )( )

f xdx f x K

f x

ln

xx a

a dx Ka

x xe dx e K

cos xdx senx K

sen cosxdx x K

2

1

cosdx tgx K

x

21 tg x dx tgx K

2

1

1dx arctgx K

x

2

1

1dx arcsenx K

x



Ejemplos:

a) dx x K

b) 1 1

2 2dx x K

c) 3

2

3

xx dx K

d) 1

2

2

1 1

1

xdx x dx K

x x

e) 4

4lndx x Kx

f) 2

2

2n 1

1

xdx l x K

x

3. Técnicas y métodos de integración

Cuando el cálculo de una integral no sea inmediato, cuando el integrando no coincida con alguna de las fórmulas anteriores, se recurrirá a algún método de integración. Estos métodos son procedimientos que permiten escribir el integrando inicial en otro equivalente cuya integral sea más sencilla de calcular.

3.1. Descomposición elemental

Consiste en transformar el integrando mediante operaciones algebraicas básicas, como: multiplicar o dividir por una constante apropiada; sumar o restar un número u otra expresión; efectuar las operaciones indicadas… Para que esas operaciones tengan sentido hay que tener presentes las fórmulas de las integrales inmediatas; y, obviamente, las propiedades de la integral.

Ejemplos: a)

26 5 1 Se descompone en suma de integralesx x dx

3 22 3 25

6 5 6· 5· 23 2 2

x xx dx xdx dx x x x x K

b)

22

5 3 54 2 4 2 3

3 Se realiza la operación indicada en el integrando

9 6 9 6 9 6 2 95 3 5

x dx

x x xx x dx x dx dx x dx x x x x K



c)

4Se ajustan las constantes en busca de la integral del logaritmo

5 6

1 6 24· ln 5 6

6 5 6 3

dxx

dx x Kx

d)

2

2

2

5 4 3Se hace la división indicada en el integrando

5

x xdx

x

x

2x

4 x

2x2 2

12

3 1 15 4 3

35 4ln 3 5 4ln 3 5 4ln

1

dx dx dx dxx x x

xx x x dx x x x x K

x

e)

2

2

4Se ajustan las constantes en busca de la integral del arco tangente

1

14· 4arctg

1

dxx

dx x Kx

f)

2

2

2 2 2 2

4Se separa en busca de la integral del arco tangente y logaritmo

1

4 1 1 2 14 4arctg ln 1

1 1 1 2 1 2

xdx

x

x xdx dx dx dx x x K

x x x x

Observación: Para aplicar este método es necesario conocer muy bien las fórmulas de integrales inmediatas. (Además hay que tener “suerte” y paciencia, pues no siempre que se hace una transformación da el resultado apetecible. Con frecuencia hay que volver a intentarlo o recurrir a otro método). También es imprescindible operar con soltura.

g)

3

2

El polinomio del numerador es de mayor grado que el denominador, 4 2

y se realiza la división de polinomios1

x xdx

x

3 2

2

2 2

2 4 1

3 4 3 42 2 2 2 2

1 13 4

x x x

x xx x x x dx xdx dx

x xx



2

2 2 2 2

2 2

3 4 1 2 12 2 3· 4

1 1 2 2 1 1

3ln 1 4arctg

2

x x xxdx dx dx dx dx

x x x x

x x x K

3.2. Método de integración por partes

Este método suele ser apropiado cuando en el integrando figuran funciones

trigonométricas, exponenciales y logarítmicas multiplicadas entre ellas o por expresiones polinómicas. El método consiste en descomponer el integrando en dos partes:

Una de ellas se llama u ; la otra, que se designa por dv , suele ser el mayor trozo (la mayor parte) del integrando que pueda integrarse fácilmente. Una vez integrada dv surgirá otra integral que deberá ser más sencilla que la inicial.

El esquema es el siguiente:

·udv u v vdu

Observación:

Para la elección de las partes u y dv no hay un criterio concreto; pero, puede ser

recomendable tomar dv como la parte más grande del integrando que se pueda

integrar de forma sencilla. El resto del integrando seráu .

“Un día vi una vaca vestida de uniforme”



Ejemplos:

a)

Se mezclan funciones polinómicas y trigonométricas

·

· ;

x senxdx Integración por partes

x senxdx u x dv senxdx

·cos

u x du dxx senxdx udv

dv senxdx v dv senxdx x

· · cos cos cos cos cosu v vdu x x x dx x x xdx x x senx K

b)

Se mezclan funciones polinómicas y exponenciales

·e

· ;

x

x x

x dx Integración por partes

x e dx u x dv e dx

·ex

x x x

u x du dxx dx udv

dv e dx v dv e dx e

· · x x x xu v vdu x e e dx xe e K

c) 2

2 2

Se mezclan funciones polinómicas y logaritmicas

·ln

· ln ; ln

x xdx Integración por partes

x xdx u x dv xdx

2

22

·lnln ln ¡ !

u x du xdxx xdx udv

dv xdx v dv xdx Dificil

No podemos seguir con estas partes que hemos elegido y cambiamos de separación en partes a estas otras para intentar que la integral sea inmediata:

2

2 2

Se mezclan funciones polinómicas y logaritmicas

·ln

ln · ln ;

x xdx Integración por partes

x x dx u x dv x dx

2

32 2

1ln

·ln

¡ !3

u x du dxx

x xdx udvx

dv x dx v dv x dx Fácil

3 3 3 2

3 3 32

1· · ln · · ln

3 3 3 3

1·ln · ln

3 3 3 9

x x x xu v vdu x dx x dx

x

x x xx x dx x K



d)

Se mezclan funciones exponenciales y trigonométricas

e ·cos

e ·cos e ; cos

x

x x

xdx Integración por partes

xdx u dv xdx

·coscos cos

x x

xu e du e dx

e xdx udvdv xdx v dv xdx senx

· · ·senx xu v vdu e senx e xdx

Esta integral puede volverse a hacer por partes:

Se mezclan funciones exponenciales y trigonométricas

e ·sen

e · e ;

x

x x

xdx Integración por partes

senxdx u dv senxdx

·sencos

x x

xu e du e dx

e xdx udvdv senxdx v dv senxdx x

· · cos · cos

cos · cos

x x

x x

u v vdu e x e x dx

x e e xdx

Si sustituimos la integral del principio y los resultados obtenidos, podemos observar que

vuelve a aparecer la integral inicial:

e ·cos · ·sen

· cos · cos · cos · cos

x x x

x x x x x x

xdx e senx e xdx

e senx x e e xdx e senx x e e xdx

Despejando en esta igualdad:

e ·cos e ·cos · cos ·

2 e ·cos · cos ·

· cos ·e ·cos

2

cose ·cos

2

x x x x

x x x

x xx

x

x

xdx xdx e senx x e

xdx e senx x e

e senx x exdx

e senx xxdx K

e)

2

2 2

Se mezclan funciones polinómicas y logarítmicas

x·ln 1

ln 1 · ln 1 ;

x dx Integración por partes

x xdx u x dv xdx



2

22

2

2ln 1

1·ln 1

2

xu x du dx

xx x dx udv

xdv xdx v dv xdx

2 22

2

2 2

2· ln 1 · ·

2 2 1

ln 1 2

2

x x xu v vdu x dx

x

x x

3

2

x

21dx

x

Calculemos esta integral, para luego sustituir su valor en esta expresión:

3 23

32 2 2

2 22

2

Re

1

1 1 1

1 2 1ln 1

2 2 1 2 2

alicemos la división

x xx x xdx x dx xdx dx

x x xx x x

x

x x xdx x

x

Por lo que la integral inicial es:

2 2 2 22 2

2 2 2ln 1 ln 11 1

·ln 1 ln 1 ln 12 2 2 2 2 2

x x x xx xx x dx x x K

3.3. Integración por cambio de variable

Consiste en hacer un cambio de variable ( x g(t) o t h(x) , según convenga) de manera que

la integral inicial resulte más fácil de calcular.

El proceso es el siguiente.

Si se desea hallar la integral ( )f x dx , si se hace ´x g t dx g t dt .

Con esto, puede escribirse: ( ) ( ) (́ )f x dx f g t g t dt .

Una vez resuelta la integral en la variable t hay que deshacer el cambio inicial, pues la

solución debe darse en función de x.

Ejemplos:

a) Para calcular 5

2 3x dx puede hacerse un cambio de variable para que sea más fácil la

integral resultante, para ello se puede valorar que la base es más sencilla si la cambiamos por t

y así no tenemos que hacer ajustes de constantes.

12 3 2

2t x dt dx dx dt Sustituyendo en la integral inicial quedaría:



6 6

5 5 51 1 12 3

2 2 2 6 12

t tx dx t dt t dt

Deshaciendo el cambio de variable (volviendo a x)

665 2 3

2 312 12

xtx dx K

b)

4

4

Cambio de variable1 1 1

14 4 44 4

4

1Deshaciendo el cambio de a 4

4

x t t t

x

e dx e dt e dt et x dt dx dx dt

t x e K

c)

Cambio de variable 4

15 6 5 6 6

6

dxx t x dt dx dx dt

4 1 4 1 2 2

ln Deshago el cambio a 5 6 ln 5 66 6 3 3

dt dt t t x x Kt t

d) 2

Cambio de variable1

1 1 2x xdx

x t x t dx tdt

2 4 2

2

5 34 2

Como debo quitar esa

· ·2 despejo la del cambio de variable 1 · ·2 2 2

y la sustituyo por 1

2 2 2 25 3

x

x t tdt x t t tdt t t dt

x t

t tt dt t dt

5 32 2

1 15 3

x x K

e) 1

x

x

edx

e

Puede hacerse con un cambio de variable, todo el denominador lo llamamos t.

1 x x

x

dte t e dx dt dx

e

1

x x

x

e edx

e

x

dt

t e

1lndt t

t

Deshaciendo el cambio de variable t por 1xe :

ln ln 11

xx

x

edx t e K

e



4. Integral definida: área bajo una curva

La integral definida permite calcular el área del recinto limitado, en su parte superior por la gráfica de una función ( )f x , continua y no negativa, en su parte inferior por el eje OX, y en los laterales

por las rectas x a y x b . Esto es, el área S del recinto coloreado en la figura adjunta.

Al valor de esta área se le llama “integral definida de f(x) entre a y b” y se escribe: ( )

b

af x dx

Observación:

El signo es en realidad una ese (S de suma) estirada. Los números a y b

son los límites (en el sentido de bordes) de integración. La función f (x) se llama

integrando. Así pues, ( )b

af x dx indica que hay que integrar (sumar) f x desde el

punto a hasta el punto b. El símbolo dx se lee diferencial de x, siendo x la variable

independiente de la función f. La expresión ·f x dx puede

considerarse el área del rectángulo señalado a la derecha, cuya base es

dx y su altura, f x ; ambos variables, con dx pequeña.

( )b

af x dx es la suma del área de esos rectángulos desde a hasta b.

Ejemplos:

a) Vamos a calcular el área bajo la gráfica de la función ( ) 1f x x entre 1x y 3x :

Dibujando la gráfica y la situación planteada se observa que:



El área pedida será:

32

1

Contando cuadraditos=1 6 u

5 cuadraditos + 2 medios cuadraditosÁrea x dx

O bien con métodos geométricos: Área de la zona sombreada = Área del cuadrado de lado 2 + el área del triángulo de base y altura 2 =

2 22·22 4 2 6

2u

b) Vamos a calcular el área bajo la gráfica de la función ( ) 2 1f x x entre 4x y 2x :



22

4

Contando cuadraditos=

2 1 12 cuadraditos + 14 u

+ 4 trozos que parecen ser 2 cuadraditos

Área x dx

O bien con métodos geométricos:



2

= 2 5

2·42·5

2 4 =

= 10 4 142

Área de la zona sombreada

Área del rectángulo de base y altura más el área del triángulo de base y altu a

u

r

c) Vamos a calcular el área bajo la gráfica de la función 2( ) 3 4f x x x entre 1x y 3x :



32 2

1

Contando cuadraditos=

3 4 10 cuadraditos + 11́ ... u

+ 3 trozos que parecen ser 1 cuadradito

Área x x dx

Observación:

Para hallar el área bajo una curva el método del cuenteo no ha sido muy preciso. Con métodos geométricos ya no es posible el cálculo del área bajo una curva. Necesitamos otro método, aquí es donde aparece el cálculo integral y las integrales definidas.

4.1. Propiedades de las integrales definidas

1) ( ) 0a

af x dx Si los límites de integración coinciden, la integral definida vale 0.

2) ( ) ( )b a

a bf x dx f x dx El valor de la integral definida cambia de signo si se permutan los

límites de integración.



3) b

akdx k b a . Siendo K un número real cualquiera.

4) · ( ) ( )b a

a bk f x dx k f x dx . Siendo K un número real cualquiera. La integral del producto de

una constante por una función es igual a la constante por la integral de la función.

5) ( ) ( ) ( ) ( )b b b

a a af x g x dx f x dx g x dx . La integral de una suma de funciones es igual a la

suma de las integrales.

6) ( ) ( ) ( )b c b

a a cf x dx f x dx f x dx . Siendo c un punto interior del intervalo [a, b], la integral

definida se descompone como suma de dos integrales correspondientes a los intervalos [a, c] y [c, b].

7) ( ) 0 , ( ) 0b

aSi f x en a b f x dx

8) ( ) 0 , ( ) 0b

aSi f x en a b f x dx



4.2. Regla de Barrow

Si ( )F x es una primitiva de ( )f x , esto es ( ) ( )f x dx F x , entonces:

( ) ( ) ( ) ( )b b

aaf x dx F x F b F a

Ejemplos:

a) 00

cos cos cos0 1 1 2senxdx x

b) 1 1

1 0

002 2 2·1 2·0 2 1 3x xe dx x e e e e e

c) Vamos a calcular el área bajo la gráfica de la función 2( ) 3 4f x x x entre 1x y 3x :



33 2 3 2 3 2

32

11

2

3 3 1 13 4 3 4 3 4·3 3 4·1

3 2 3 2 3 2

54 81 72 2 9 24 68 3411,333...

6 6 6 3

x xx x dx x

u

d) Vamos a calcular el área encerrada entre la gráfica anterior y el eje de OX. En estos casos no

se dan los extremos a y b del intervalo, sino que hay que determinarlos. Para ello, basta con

resolver la ecuación f (x) 0, pues a y b son los puntos de corte de la gráfica con el eje OX.

Así, si se desea calcular la superficie encerrada entre la curva 2( ) 3 4f x x x y el eje

OX, los límites de integración se obtienen resolviendo la ecuación 20 3 4x x . (En la

figura anterior se observa que esos puntos son 1 y 4).



El valor del área es:

4 3 23 2 3 24

2

11

2

1 14 43 4 3 4 3 4·4 3 4· 1

3 2 3 2 3 2

128 144 96 2 9 24 12520,83...

6 6 6

x xx x dx x

u

4.3. Aplicación de la integral definida al cálculo de áreas de recintos planos

Pueden presentarse los siguientes casos: CASO I CASO II CASO III CASO IV CASO V

Caso I. La función es positiva en todo el intervalo de integración.

El área viene dada por: ( )b

aÁrea f x dx .



Ejemplo:

Este ejemplo ha sido resuelto anteriormente: 3

2 2

1

343 4

3Área x x dx u .

Caso II. La función es negativa en todo el intervalo de integración.

El área viene dada por: ( )b

aÁrea f x dx

o bien ( )b

aÁrea f x dx

Observación:

1) Es evidente que el recinto por debajo del eje, limitado por ( )f x y las rectas x a

y x b es igual al recinto superior, limitado por ( )f x y las rectas x a y x b .

2) Es evidente que el área de un recinto plano no puede tener valor negativo.

Ejemplo:

El área del recinto limitado por la función 2( ) 4f x x x y el eje OX viene dada por: 4

3 3 34

2 2 2 2

11

42 2

1

4 1 64 1 1534 2 2·4 2·1 32 2

3 3 3 3 3 3

1534

3

xx xdx x

Área x xdx u

Caso III. La función cambia de signo en el intervalo de integración (corta al eje OX).

El punto c, de corte, se obtiene resolviendo la ecuación ( ) 0f x



El área viene dada por: ( ) ( )c b

a cÁrea f x dx f x dx

Ejemplos:

a) El área encerrada entre la gráfica de 2( ) 2f x x x y el eje OX, en el intervalo [1, 4] , que

aparece en la imagen superior, se obtiene realizando los siguientes pasos.

Averigüemos el punto o puntos de corte de la gráfica de la función con el eje OX:

20

2 02

xx x

x

; El único valor que está en el intervalo [1, 4] es x = 2.

Calculemos las dos integrales definidas (de 1 a 2 y de 2 a 4) y sumando sus valores absolutos obtendremos el valor final del área.

23 3 3

22 2 2 2

11

2 1 8 1 22 2 1 4 1

3 3 3 3 3 3

xx xdx x

43 3 3

42 2 2 2

22

4 2 202 4 2

3 3 3 3

xx xdx x

2 42 2 2

1 2

2 20 222 2

3 3 3Área x xdx x xdx u

b) El área limitada por la gráfica de ( ) cosf x x y el eje OX en el intervalo 0,2 , viene dada

por la suma:

Averigüemos el punto o puntos de corte de la gráfica de la función con el eje OX:



2

3cos 0

2

....

x

x x

; El único valor que está en el intervalo 0,2 son 3

;2 2

x x

.

Aunque podríamos utilizar la simetría de la función para hallar el área de la zona rayada, vamos a calcular las tres integrales definidas (de 0 a π/2, de π/2 a 3π/2 y de 3π/2 a 2π) y sumando sus valores absolutos obtendremos el valor final del área.

2 2

00cos 0 1 0 1

2xdx senx sen sen

3 3

2 2

22

3cos 1 1 22 2

xdx senx sen sen

2 2

3322

3cos 2 0 1 12

xdx senx sen sen

3 2

2 2 2

302 2

cos cos cos 1 2 1 4Área xdx xdx xdx u

Caso IV. Si el recinto viene limitado por dos curvas, con ( ) ( )f x g x en todo el intervalo de

integración.

El área encerrada entre dos gráficas ( ) y ( )f x g x , siendo

( ) ( )f x g x ; x a y x b sus puntos de corte, viene dada por:

( ) ( )b

aÁrea f x g x dx

Ejemplos:

a) El área del recinto limitado por las gráficas de las funciones 2( ) ( ) 3f x x y g x x x , que

aparece en la imagen superior, tiene un paso previo que es comprobar si se cortan sus gráficas y averiguar cuál es mayor.



2 20

3 0 44

xx x x x x

x

Y con un valor de x comprendido entre 0 y 4 (por ejemplo x=2) vemos cual es mayor:

2(2) 2 (2) 2 3·2 4 6 2 ( ) ( ) en el intervalo 0,4f y g f x g x

El área se obtendrá con la expresión:

4 4 4

2 2

0 0 0

43 3 3

2 2 2 2

0

( ) ( ) 3 4

4 0 322 2·4 2·0

3 3 3 3

Área f x g x dx x x x dx x xdx

xx u

b) El cálculo del área del recinto limitado por las gráficas de las funciones

2( ) 3 1 ( ) 4f x x x y g x x tiene un paso

previo que es comprobar si se cortan sus gráficas y averiguar cuál de ellas es mayor.

2 21

3 1 4 0 4 33

xx x x x x

x

Y con un valor de x comprendido entre 1 y 3 (por ejemplo x = 2) vemos cual es mayor:

(2) 4 6 1 3 (2) 2 4 2

( ) ( ) en el intervalo 0,3

f y g

f x g x

El área se obtendrá con la expresión:

3 3 3

2 2

1 1 1

33 3 3

2 2 2 2

1

( ) ( ) 3 1 4 4 3

3 1 42 3 2·3 3·3 2·1 3·1

3 3 3 3

Área f x g x dx x x x dx x x dx

xx x u

Caso V. Si el recinto viene limitado por dos curvas que se cortan en el intervalo de integración.

El área encerrada entre dos gráficas ( ) y ( )f x g x , siendo x a ,

x c y x b sus puntos de corte, viene dada por:



( ) ( ) ( ) ( )c b

a cÁrea f x g x dx f x g x dx

Ejemplos:

a) El área del recinto limitado por las gráficas de las funciones 2( ) 3f x x x y

3 2g( ) 3x x x , que es el sombreado de la

imagen inferior, viene dada por: Primero averiguamos los puntos de corte de ambas gráficas, resolviendo la ecuación

2 3 23 3x x x x

3 2

2

0 4 3

0 4 3

0; 1; 3

x x x

x x x

x x x

13 2 2

0

33 2 2

1

3 3

3 3

Área x x x x dx

x x x x dx

Como 3 2 2 3 23 3 4 3x x x x x x x

3 2 2

4 3 23 2

3 3

4 34 3

4 3 2

x x x x dx

x x xx x xdx

El área quedaría:

1 34 3 2 4 3 2

0 1

4 3 22

4 3 4 3

4 3 2 4 3 2

1 4 3 3 4·3 3·3 1 4 3 5 32 370

4 3 2 4 3 2 4 3 2 12 12 12

x x x x x xÁrea

u

b)

El área del recinto limitado por las gráficas de las funciones 3( ) 3f x x x y g( )x x ,

que es el sombreado de la imagen superior, viene dada por:

0 23 3

2 0

0 24 4

2 2 2

2 0

3 3

2 2 0 4 4 0 84 4

Área x x x dx x x x dx

x xx x u



Ejercicios:

Integrales indefinidas

1. Calcula las siguientes integrales:

a) 23 2x x x dx b) 24 4x x dx c)2

5

xedx

d) 2

5

3 3

xdx

x e) cos 4 3x dx f) 1

2 cos53

sen x x dx

g) 2

3cos2 5

x sen xdx

h) 2cos 3x x dx i) 2 3cos 2 3 xx e dx

j) 2cos ·x sen xdx k) 2

25 1 2x x dx l) 2

2 3x dx

m) 2

3 2

xdx

x n) 2

3

1dx

x o)

2

3

4

3

xdx

x

p) 2

5

1

xdx

x q)

2

5

1dx

x r)

232 xxe dx

s) 3

1 x dx t) 3

1x x dx u)

31x

dxx


a) 2

5 1 2x x dx b) 2

23 2x x dx c) 21 3

xdx

x

d) 2

2

1 3

xdx

x e) 27 3x x dx f)

2

5 3x xdx

x


a) 4xe dx b) 3x

e dx c) 21 xxe dx

d) 4x dx e) 4·3x dx f) 2x xe e dx


a) 2 3

4

2 3x x xdx

x

b)

3

34

x xdx

x

c)

3 1

3

xdx

x

d) 3 23 4 5x x x

dxx

e)

3 23 4 5

1

x x xdx

x

f) 3 2

2

3 4 5

1

x x xdx

x


a) cosx xdx b) 2xxe dx c) lnx xdx

d) 3 cosx xdx e) x

xdx

e f) ln xdx




a) 21x x dx b) 3sen xdx c) 4 ln

dx

x x d) 3 24x x dx

7. Halla la integral indefinida 1

1dx

x mediante el cambio de variable x t .


a) 2

2

2 2

x

xdx

b)

2

1

x

x

edx

e c)

2 3 2

x

x x

edx

e e


a) 2

2

1dx

x b)

2

2

1dx

x c)

2

2

1

xdx

x

d) 2ln xdx e) 2

1

x

x

edx

e f)

4cos

senxdx

x g) tgxdx

10. Determina la función ( )f x cuya derivada es 5(́ ) 2 xf x xe y que verifica que (0) 2f .

11. La derivada de una función ( )f x es 3

(́ ) 1 3f x x x . Determina la función ( )f x sabiendo

que (0) 1f .

Integrales definidas y áreas

12. Halla el valor de:

a) 3

2

22x dx

b)

7

0

4

5 1dx

x c)

32

01x x dx d)

213 1

0

xxe dx

13. Calcula la integral 2

1ln

e

x dx .

14. Utilizando el cambio de variable lnt x calcula

2 3

4 ln

e

edx

x x .

15. Calcula razonadamente las siguientes integrales definidas:

a) 2

0cosxe x dx

b) 2

20

·cos

1 cos

senx xdx

x

16. Calcula el área de la región limitada por 4

yx

, el eje OX y las rectas 1x , 4x .

17. Halla la superficie del recinto plano encerrado entre la curva dada por la función ( ) xf x xe y el

eje OX, en el intervalo 2,0 .



18. Calcula el área encerrada entre la curva de la función 2

( )2

xf x

x

y el eje OX,

en el intervalo 0, 2 .

19. Calcula el área determinada por las curvas de ecuaciones 22y x e4 22y x x , representadas en el dibujo adjunto.

20. Halla el área de la región limitada por las curvas y senx e cosy x y las

rectas / 4x y 5 / 4x .

21. Dibuja el recinto finito del plano limitado por la recta x = 1, la parábola 2y x

y la hipérbola 8

yx

. Calcula su área.

22. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida cos xsenx e dx . Determine el área del recinto

limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y / 2x , y la gráfica de la función cos( ) xf x senx e .

23. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida lnx x dx . Determine la primitiva de la

función ( ) lnxf x x que pasa por el punto de coordenadas (1, 0).

24. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida 22 1

xdx

x . Determine el área del recinto

limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y 2x , y la gráfica de la función

2( )

2 1

xf x

x

.

25. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida xxe dx . Determine la primitiva de la función

( ) xf x xe que pasa por el punto de coordenadas (0, 1).

26. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida 2

xx sen dx

. Determine el área del recinto


( )2

xf x xsen

27. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida

2

1

x

x

edx

e . Determine el valor de a > 0

para que

20

1

41

xa

x

edx

e



28. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida

2

2

2 1

1

xdx

x x

. Determine el área del recinto


2

2

2 1( )

1

xf x

x x

29. EBAUM. Calcule la siguiente integral indefinida 2 xx e dx . Obtenga una primitiva F(x) de la

función 2( ) xf x x e que cumpla la condición (0) 1F .

Soluciones:

1. a. 3

3 2 21 4

2 3x x x K b. 2 42x x K c. 21

10

xe K d. 25ln 3 3

6x K e.

14 3

4sen x K

f) 1 1

cos 2 52 15

x sen x K g) 1

6 cos 22 10

xsen x K h) 21

36

sen x K i) 2 31 32

2 2

xsen x e K

j) 31

3sen x K k)

325

1 212

x K l) 2 34 6 3x x x K m) 31ln 2

3x K n) 3arctgx K

o) 383

3x K p) 25 1 x K q) 5arcsenx K r)

231

3

xe K s) 2 3 43 1

2 4x x x x K

t) 2 3 4 51 3 1

2 4 5x x x x K u) 2 33 1

ln 32 3

x x x x K

2. a) 2 3 45 205

2 3x x x K b) 5 4 39 4

35 3

x x x K c) 21ln 1 3

6x K d) 22

3 13

x K

e) 7 3

2 22 2x x K f) 2 3

5ln x Kx

3. a) 41

4

xe K b) 33x

e K c) 211

2

xe K d) 1

4 ·ln 4

x K e) 4

·3ln 3

x K f) 21

2

x xe e

4. a) 2

1 13ln x K

x x b)

3 74 12

4 12

3 7x x K c)

323

9 28ln 33 2

xx x x K

d) 3 214 5ln

2x x x x K e) 3 22 8 13ln( 1)x x x x K f) 2 23 1

ln 1 42 2

x x x arctgx K

5. a) cosxsenx x K b) 2 21 1

2 4

x xxe e K c) 2

2 21ln

2 4

xxx x e K

d) 3 23 cos 6 6cosx senx x x xsenx x K e) x xxe e K f) lnx x x K

6. a. 3

211

3x K b) 31

cos cos3

x x K c) ln 4 ln x K d) 4

233

48

x K

7. 2 2ln 1x x K

8. a) 1 1 2

·ln 2 2 2

x

arctg K b) 1

1 xK

e

c)

1ln

2

x

x

eK

e

9. a) 2arctgx K b) 2

1K

x

c)

22ln 1

1x K

x

d) 2 lnx x x K e) ln 1x xe e K



f) 3

1

3cosK

x

10. 52 1 52

( )5 5 25

xef x x

11. 5 4 3 21 3( ) 4 5 3 1

5 2f x x x x x x

12. a) 65/3 b) 8 c) 7/3 d) 21

6e e

13. 2

14. 6

3ln5

15. a) 212 2

5e b) ln2

16. 4ln4

17. 21 3e 18. 4ln2-2 19. 128/15 u2

20. 22 2 u

21. 278ln 2

3u

22. cos( ) xF x e K 1Área e

23. 2 2·ln

( )2 4

x x xF x K

2 2·ln 1( )

2 4 4

x x xF x

24. 212 1

2x C . Área=1 u

2

25. ( ) · x xF x x e e C ( ) · 2x xF x x e e

26. 2

2 4( ) cos

2 2

x x xF x sen C

2

2

4 uÁrea

27. 1

(x)1 x

F Ce

a = ln3

28. 2

1( )

1F x

x x

26

7u

29. 2( ) · 2 · 2x x xF x x e x e e C 2( ) · 2 · 2 1x x xF x x e x e e


Análisis en la EBAU de España 96

Ejercicios de análisis en pruebas EBAU de ESPAÑA

1) Andalucía. PEvAU Extraordinaria 2020. Ejercicio 1. (2.5 puntos)

Considera la función :f dada por 2( ) 5 6xf x e x x . Determina los intervalos de

concavidad y de convexidad de f y los puntos de inflexión de su gráfica.

Solución: En , 1 es convexa ( ). En 1,2 es cóncava ( ). En 2, es convexa ( ). En x =

2 y en x = –1 son puntos de inflexión.


Calcula 2

0

( )xsen x dx

.

Solución:

2

4


Sea la función derivable :f definida por

2 4 1( )

1 ln 1

ax be si xf x

x x si x

(ln denota la función logaritmo neperiano)

a) Determina los valores de a y b. (1.75 puntos)

b) Halla la ecuación de la recta tangente a la gráfica de f en el punto de abscisa 2x . (0.75 puntos)

Solución: a) 1 1

;2 4

a b b) 1 ln 2 3y x


Considera las funciones , :f g definidas por ( )f x x y 2( ) 2g x x .

a) Calcula los puntos de corte de las gráficas de f y g. Esboza el recinto que determinan. (1 punto)

b) Determina el área del recinto anterior. (1.5 puntos)

Solución: a) ( 2,2) (2,2)A y B

b) 220

6,663

u Área

5) Andalucía. PEvAU Ordinaria 2020. Ejercicio 1. (2.5 puntos)

Considera la función f definida por 2

2

2 3( ) para 1, 1

1

x xf x x

x

.

a) Estudia y halla las asíntotas de la gráfica de f. (1.25 puntos)

b) Determina los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de f. (1.25 puntos)

Solución: A. Vertical: x = 1. A. Horizontal : y = 1. A. O. : No hay b) La función siempre crece.

6) Andalucía. PEvAU Ordinaria 2020. Ejercicio 2 (2.5 puntos)



Calcula a > 0 sabiendo que el área de la región determinada por la gráfica de la función 3xf x xe ,

el eje de abscisas y la recta x a vale 1

9.

Solución: 1

3a


Sea : 0,2f definida por ( )2 cos

senxf x

x

.

a) Halla los extremos absolutos de f (abscisas donde se obtienen y valores que se alcanzan). (2 puntos)

b) Determina la ecuación de la recta tangente y de la recta normal a la gráfica de f en el punto de

abscisa 3

x

. (0.5 puntos)

Solución: a) La función presenta un máximo en el punto ,0.573

y un mínimo en 5, 0.57

3

b) La tangente

es 0.57y . La normal es 3

x


Sea f la función dada por

2

2

3 4( ) 2

2

xf x para x

x

.

a) Calcula ( )f x dx . (2 puntos)

b) Calcula la primitiva de f cuya gráfica pasa por el punto (3, 5). (0.5 puntos)

Solución: a) 16

( ) 3 12ln 22

F x x x Cx

b) 16

( ) 3 12ln 2 122

F x x xx

9) Andalucía. PEvAU Septiembre 2019. Opción A. Ejercicio 1.- [2,5 puntos]

Dada la función :f definida por 21( ) 6

6f x x , calcula las dimensiones del rectángulo de

área máxima, de lados paralelos a los ejes, inscrito en el recinto comprendido entre la gráfica de f(x) y

la recta 0y .

Solución: El rectángulo es de base 4 3 y altura 4.

10) Andalucía. PEvAU Septiembre 2019. Opción A. Ejercicio 2.- [2,5 puntos]

Determina la función : 0,f sabiendo que es derivable, que su función derivada cumple

ln(́ )

xf x

x

(ln denota la función logaritmo neperiano) y que la gráfica de f pasa por (1,0).

Solución: ( ) 2 ln 4 4f x x x x

11) Andalucía. PEvAU Septiembre 2019. Opción B. Ejercicio 1.- [2’5 puntos]

Se sabe que la función : f , dada por

0

( ) ln 10

sen x ax b si x

f x xsi x

x

.



(ln denota la función logaritmo neperiano) es derivable. Calcula a y b.

Solución: 3

; 12

a b

12) Andalucía. PEvAU Septiembre 2019. Opción B. Ejercicio 2.-

Sea la función : f , dada por 2

( ) · xf x x e .

a) [1’25 puntos] Calcula los puntos de corte de la gráfica de f con los ejes coordenados y los extremos

relativos de f (abscisas donde se obtienen y valores que se alcanzan).

b) [1’25 puntos] Determina a > 0 de manera que sea 1

4 el área del recinto determinado por la gráfica

de f en el intervalo [0, a] y el eje de abscisas.

Solución: a) Solo tiene un punto de corte P(0, 0). La función tiene un mínimo en 1

2x y un máximo en

1

2x , tomando los valores 1 1

2 2f

e

y 1 1

2 2f

e

b) ln 2a

13) Andalucía. PEvAU Junio 2018. A.1.

Halla los coeficientes a, b y c sabiendo que la función :f definida por 3 2: f x x ax bx c

tiene en 1x un punto de derivada nula que no es extremo relativo y que la gráfica de f pasa por el punto

(1, 1).

Solución: a = –3, b = 3 y c = 0

14) Aragón. EvAU Extraordinaria 2020. 5) Calcule el siguiente límite 2

0lim 1 tg x

xx

Solución: 2

2

0lim 1 tg x

xx e

15) Aragón. EvAU Extraordinaria 2020. 6) Un campo de juego quiere diseñarse de modo que la

parte central sea rectangular de base y metros y altura x metros, y las partes laterales sean

semicircunferencias (véase dibujo)

Su superficie se desea que sea de 24 m . Se debe pintar el perímetro y las rayas interiores de modo

que la cantidad de pintura que se gaste sea mínima (es decir, su longitud total sea mínima). Halle x e y

de modo que se verifique este requisito.

Solución: El campo con longitud mínima a pintar es un cuadrado de lado 2 y dos semicírculos de radio 1.

16) Aragón. EvAU Extraordinaria 2020. 7) Dada la siguiente función 2

( ) 2ln( 1)2

xf x x

a) (0,25 puntos) Calcule el dominio de f(x)

b) (1,75 puntos) Calcule los intervalos de crecimiento y decrecimiento

Solución: Dominio = 1, La función crece en 1,1 y decrece en 1, .

17) Aragón. EvAU Extraordinaria 2020. 8) (2 puntos) Calcule la siguiente integral: 23 xx e dx

Solución: 2 2 23 21

2

x x xx e dx x e e K



18) Aragón. EvAU Ordinaria 2020. 5) Calcule el siguiente límite: 31

0lim 1 x

xx senx

Solución: 6 e

19) Aragón. EvAU Ordinaria 2020. 6) Se considera la siguiente función: 2

( )1 x

xf x

e

. Estudie la

existencia de asíntotas verticales, horizontales y oblicuas y calcúlelas cuando existan.

Solución: No tiene asíntotas verticales. No hay asíntota horizontal en +∞. Pero 0y es asíntota horizontal

en –∞. No hay asíntota oblicua.

20) Aragón. EvAU Ordinaria 2020. 7) Se considera la siguiente función ( ) ln(2 1)f x x

a) (1,25 puntos) Estudie su dominio, así como sus intervalos de crecimiento y decrecimiento

b) (0,75 puntos) Halle la ecuación de la recta tangente a f(x) en el punto de abscisa 1

2x .

Solución: a) El dominio es 1,

2

. La función crece en su dominio. b)

1ln 2

2y x

21) Aragón. EvAU Ordinaria 2020. 8) Calcule la siguiente integral: 2·lnx x dx

Solución: 3 2

2 22ln 8ln 16

·ln3 9 27

x xx x dx x C

22) Aragón. EvAU Septiembre 2019. Opción A. 3.

a) (1 punto) Determine el límite:

20

2 1lim

ln 1x xx

b) (1 punto) Determine el valor de la constante 𝑘 para que la función: 4 1

, 1( ) 1

, 1

xsi x

f x x

k x si x

sea continua en 𝑥 = 1.

c) (2 puntos) La curva 2 1y x divide al rectángulo limitado por los vértices 𝐴∶(0,1), 𝐵∶(2,1), 𝐶∶(0,5)

y 𝐷∶(2,5) en dos partes. Determine el área de cada una de esas dos partes.

Solución: a) ½ b) k = 5 c) 16/3 y 8/3.

23) Aragón. EvAU Septiembre 2019. Opción B. 3.

a) (1 punto) Considere la función: 3 2

2

2 3( )

2

x kx xf x

x

Determine el valor de 𝑘 para que la función f(𝑥) tenga como asíntota oblicua, cuando x , la recta

2 1y x .

b) (1,5 puntos) Determine

2

lnx x dx



c) (1,5 puntos) Determine, si existen, los máximos, mínimos relativos y puntos de inflexión de la

función:

1( ) ln( )f x x

x

Solución: a) k = –1 b) 2 2 2

2 2

ln ln ln2 2 4

x x xx x dx x x K c) x = 1 mínimo, x = 2 punto de

inflexión.

24) Aragón. EvAU Junio 2019. Opción A. 3. a) (1,5 puntos) Un rectángulo tiene sus vértices en los puntos (0,0), (𝑎,0),(0,𝑏) y (𝑎,𝑏), donde 𝑎>0 y 𝑏

>0 y además el punto (𝑎,𝑏), está situado en la curva de ecuación:

2

19y

x

De entre todos los rectángulos que cumplen esas condiciones determine el rectángulo de área mínima y

calcule dicha área mínima.

b) (1 punto) Determine:

2

1

9dx

x

c) (1,5 puntos) Determine el valor de la constante 𝑘 para que se verifique que: 3 2

3 21

3lim 2

1x

x x kx

x x x

Solución: a) El rectángulo tiene vértices 0,0 , ,0 , 0,1 1

( 18 ,18)3 3

y

. El área mínima es 216

3A u

b) 2 1 1

ln ln 3 ln(3 )6 6

x x dx x x C c) 2

25) Aragón. EvAU Junio 2019. Opción B. 3. Considere la función:

2

1( )

1

xf x

x

a) (1,5 puntos) Determine las asíntotas de la función, si existen.

b) (1 punto) Determine los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de esa función, si existen.

c) (1,5 puntos) Determine la integral

3

1

( )f x dx .

Solución: a) x = –1; y = 0 b) La función decrece en , 1 3, y crece en 1,3 . c) 1

ln 2 0,19312

26) Aragón. EvAU Junio 2018. A.3. Considere la función:

2

1( )

1

xf x

x

a. Determine el dominio y las asíntotas de la función ( )f x .

b. Determine los máximos y mínimos relativos de la función ( )f x .

c. Determine la recta tangente a la función ( )f x en el punto 2x .

d. Calcule 2 3 3

1

x xdx

x



Solución: a. Dom=R Asíntotas: y=1; y=–1 b. Máximo relativo en 1, 2 c. 5 25 17 5 0x y

d. 2

2 ln 12

xx x C

27) Aragón. EvAU Junio 2018. B.3. a) Determine los valores de los parámetros a, b y c para que la función:

3

( ) 1f x a x bx c

a.1. Pase por el punto (1, 1).

a.2. En el punto (1, 1) su tangente tenga de pendiente 2.

a.3. En el punto x = 2 tenga un máximo relativo.

b) Determine el valor del límite:

23 12

2

3 2lim

2

x

x

x

x x

x x

Solución: a) 2; 2; 1

3a b c

b) 3e

28) Asturias. EBAU Extraordinaria 2020. Bloque 2.A. Dada la función 3

2

2 1( )

xf x

x

.

a) Estudia y calcula su dominio de definición y sus asíntotas. (1.25 puntos)

b) Halla, si existen: máximos y mínimos relativos y calcula sus intervalos de crecimiento y

decrecimiento. (0.75 puntos)

c) Haz un esbozo de su gráfica. (0.5 puntos)

Solución: a) el dominio es 0 . 0x es asíntota vertical. No tiene

asíntota horizontal. 2y x es la asíntota oblicua.

b) La función crece en ,0 1, y decrece en 0,1

El punto mínimo tiene coordenadas 1,3 . c)

29) Asturias. EBAU Extraordinaria 2020. Bloque 2.B. Calcula:

a) 20

( )lim

2cos 2

x

x

sen x xe

x x

(1.25 puntos)

b) Una primitiva de la función ( ) cos( ) xf x x x e cuya gráfica pase por el punto (0, 3).

(1.25 puntos)

Solución: a) 1

2 b) ( ) cos 1xF x xsenx x e

30) Asturias. EBAU Ordinaria 2020. Bloque 2.A. Sea la función 3 2: , ( ) 6 9f f x x x x .

a) Halla los puntos de corte de la función con el eje de abscisas y, si existen, los máximos y mínimos

relativos y los puntos de inflexión. (1 punto)

b) Estudia los intervalos de crecimiento y decrecimiento, concavidad y convexidad. Esboza una

gráfica de la función. (1 punto)

c) Calcula la recta tangente a la gráfica de la función en el punto de abscisa 2x (0.5 puntos)



Solución: a) Los puntos de corte son P(3,0) y Q(0,0). En 1x hay un punto

máximo relativo, en 2x hay un punto de inflexión y en 3x hay un mínimo

relativo.

b) La función crece en ,1 3, y decrece en 1,3 .La función es cóncava

(∩) en , 2 y convexa (∪) en 2, .

c) 3 8y x

31) Asturias. EBAU Ordinaria 2020. Bloque 2.B. Sea la función 2( ) 4f x x

a) Su gráfica determina con el eje de abscisas un recinto limitado D. Calcula su área. (1 punto)

b) La gráfica de la función 2( ) 3g x x divide D en tres partes D1, D2 y D3. Haz

un dibujo de los tres recintos. (0.75 puntos)

c) Calcula el área del recinto D2 que contiene el punto 0,1P .

(0.75 puntos)

Solución: a) 210,66Área u b)

c) 2

2 5,33Área D u .

32) Asturias. EBAU Julio 2019. Opción A. 2. Dada la función ( )1

xef x

x

a) Estudia su dominio de definición y calcula sus asíntotas. (1 punto)

b) Halla, si existen: máximos y mínimos e intervalos de crecimiento y decrecimiento. (1 punto)

c) Haz un esbozo de su gráfica. (0.5 puntos)

Solución: a) El dominio es 1 . Las asíntotas son: x = –1; y = 0; No hay

asíntotas oblicuas. b) La función crece en , 2 y decrece en 2, . Por lo

que tiene un máximo en x = –2.

33) Asturias. EBAU Julio 2019. Opción B. 2. Dadas las curvas 2

2xy ; 4y

x .

a) Calcula sus puntos de corte. (0.5 puntos)

b) Esboza una gráfica de las curvas en el intervalo [1, 3]. (1 punto)

c) Calcula el área que delimitan entre ellas en el intervalo [1, 3]. (1 punto)

Solución: a) P(2,2) b)

c) 212

4ln 3 8ln 2 3,15076

Área u



34) Asturias. EBAU Junio 2019. Opción A. 2. Dada la función 2

( )2 x

f xe

:

a) Calcula su dominio de definición y sus asíntotas. (1 punto)

b) Mediante el cambio de variable xt e ; calcula 2

2 xdx

e (1.5 puntos)

Solución: a) El dominio es . y = 0 e y = 1 b) 2

ln2 2

x

x x

edx K

e e

35) Asturias. EBAU Junio 2019. Opción B. 2. Dada la curva 2

1

3y

x

.

a) Expresa la función m(x) que da la pendiente de la recta tangente a la curva en cada punto x.

b) Calcula el valor x donde se alcanza la máxima pendiente.

Solución: a)

22

2(́ )

3f

xm x

xx

b) En x = –1 hay un máximo.

36) Asturias. EBAU Julio 2018. A.2. Se tiene un abrevadero de longitud 6 m y de altura 1 m. Su sección

es la descrita en la figura formada por la función 2y x . Por h indicamos la altura del nivel del líquido.

a. Comprueba que el área de la región S, sombreada en la figura, en función de

h se puede expresar como 4

( )3

h hS h .

b. Determina la altura h donde se alcanza la mitad del volumen total del abrevadero (Nota: Volumen = S x longitud)

Solución: a. 2 24( )

3

h

h

h hS h h x dx m

b) 3

1

4h m

37) Asturias. EBAU Julio 2018. B.2. Se tienen 20 m de marco metálico para construir una valla

publicitaria rectangular. El terreno donde se quiere instalar la valla es fangoso y

al colocarla se hunde una altura H que es la quinta parte de la anchura de la valla.

Calcula las medidas de la valla de forma que el área visible (la sombreada en la

figura) sea la máxima posible.

Solución: 5,83 metros de altura y 4,1667 m de anchura.

38) Balears. PBAU Extraordinaria 2020. OPCIÓ A. 2. Considera la funciò

1

( )3 3

f xx x

(a) Determina: el domini, els de creixement i decreixement, les coordenades dels máxims i mínims i el

lim ( )x

f x

. (2 punts)

(b) Fes un esbòs de la gràfica. (1 punt)

(c) Obté els valors de A i B per als quals (3 punts)

( )3 3

A Bf x

x x

(d) Calcula l'área de la regió limitada per la gráfica de la funció, l'eix OX i les rectes d'equacions

–2x i 2x . (4 punts)



Solución: (a) Dominio = 3,3 . La función crece en

, 3 3,0 y decrece en 0,3 3, . Presenta un

máximo relativo en el punto 1

0,9

M

. No presenta mínimos

relativos. lim ( ) lim ( ) 0x x

f x f x

. (b)

(c) A=–1/6. B=1/6. (d) 21

ln 5 0.363

Área u

39) Balears. PBAU Extraordinaria 2020. OPCIÓ B. 2. En un aquari, l'estudi de l'evolució de la

població de peixos s'ha modelat segons la funció ( )t P t ,

( ) 1P t t t ,

on la variable t, que és un nombre real major o igual que zero, mesura el nombre d'anys transcorreguts

des de l'1 de gener de l'any 2000 i P(t) indica nombre d'individus, en milers, en l'instant de temps t.

Segons el model, calcula:

(a) La població que hi havia l'1 de gener de l'any 2000 i la població que hi haurá a la fi de l'any 2020.

(1 punt)

(b) La mida de la població (en nombre d'individus) a llarg termini. (3 punts)

(c) L'any en el qual s'arriba a la població mínima i quants individus hi haurá. (4 punts)

(d) Fes un esbós de la gráfica de l'evolució poblacional t P(t). (2 punts)

Solución: (a) 1000 peces al inicio del año

2000 y 110 peces a final del año 2020 (b)

La población de peces tiende a ser cero (c)

La población va decreciendo hasta ser 0

peces. No tiene mínimos. (d)

40) Balears. PBAU Ordinaria 2020. OPCIÓ A. 2. Considera la funciò :f donada per 3( ) 3y f x x x

(a) Calcula l'equaciò de la recta tangent a la gràfica de la funciò al punt d'abscissa 1x . (2 punts)

(b) Fes un esbòs de la gràfica de y = f(x) i calcula: els punts de tall amb els eixos, els extrems relatius i

el comportament de la funciò a l'infinit. (4 punts)

(c) Calcula l'àrea del recinte limitat per la gràfica de la funciò donada i la recta y = 2. (4 punts)

Solución: (a) 2y . (b) Los puntos de corte con los ejes son O(0, 0),

3,0 3,0P y Q . La función presenta un máximo en 1x y un

mínimo en 1x . 3lim ( ) lim 3

x xf x x x

3lim ( ) lim 3x x

f x x x

(c) 26.75Área u

41) Balears. PBAU Ordinaria 2020. OPCIÓ B. 2. Considera la funciò 2

3( )f x

x x

.

(a) Calcula el seu domini i els intervals de creixement i decreixement. (3 punts)

(b) Calcula una primitiva qualsevol de f(x). (4 punts)

(c) Calcula l'àrea delimitada per la gràfica de la funciò y = f(x), l'eix OX i les rectes 2x i 3x (3 punts)



Solución: (a) minio 0,1Do . La función crece en ,0 0,0.5 y decrece en

0.5,1 1, . (b) ( ) 3ln 3ln 1F x x x C (c) 26ln2 3ln3 0.86Área u

42) Balears. PBAU Julio 2019. OPCIÓ B. 2. Calculau els màxims i mínims relatius de la funció 3( ) 3 2f x x x (3 punts), els intervals de creixement i decreixement (3 punts) i feu un esbós de la

seva gràfica per x entre –3 i 3. (4 punts)

Solució. La función crece en ( , 1) (1, ) y decrece en ( 1,1) . Presenta

un máximo relativo en x = –1 y un mínimo relativo en x = 1.

43) Balears. PBAU Julio 2019. OPCIÓ A. 2. Considerem la regió delimitada per la funció

21

xf x

x

, l'eix d'abscisses o eix OX i les rectes verticals 1x i 1x . Feu un esbós de la regió

demanada (6 punts) i calculau l'área de la regió. (4 punts)

Solució. 2ln2 0,69Área u

44) Balears. PBAU Junio 2019. OPCIÓ A. 2. Les funcions

4 2f x x ax bx i 2( )g x x cx passen pel punt (1, 0): Determinau els coeficients a, b i c perqué

tinguin la mateixa recta tangent en aquest punt i calculau-la. (10 punts)

Solució. El valor de los parámetros es a = –4, b = 3 y c = 1. La recta tangente es 1y x

45) Balears. PBAU Junio 2019. OPCIÓ B. 2. Considerem la regió delimitada per la funció

2 4f x x x i l'eix d'abscisses o eix OX.

Feu un esbós de la regió demanada (6 punts) i calculau l'área de la regió. (4 punts)

Solució. El área es 24

15u

46) Balears. PBAU Julio 2018. A.2. Calculau les dimensions d'una capsa amb les dues tapes de base quadrangular de volum 64 metres cubics de superficie mínima. Comprovau que la solució obtinguda és un mínim.

Solució. Si el lado del cuadrado es a, la altura será 2

64h

a

47) Canarias. EBAU Extraordinaria 2020. Grupo A. 1. Responda razonadamente a las siguientes

cuestiones:



a. Calcule:/2

0

cosx xdx

1.25 ptos

b. Halle las asíntotas de la función: 3 2

2

5( )

1

x xf x

x

1.25 ptos

Solución: a. 12

b. Las asíntotas verticales son 1x y 1x . No tiene asíntotas horizontales. La

asíntota oblicua tiene ecuación 5y x

48) Canarias. EBAU Extraordinaria 2020. Grupo B. 1. Halle los valores de a y b para que la recta de

ecuación 6y x a sea tangente a la curva 1

( )1

bxf x

bx

en el punto de abscisa x = 0.

Escriba las funciones que se obtienen. 2.5 ptos

Solución: a = –1 y b = 3. La función es 3 1

( )3 1

xf x

x

y la tangente es 6 1y x

49) Canarias. EBAU Ordinaria 2020. Grupo A. 1. Consideremos la función 2

ln( )

xf x

x , donde ln

denota el logaritmo neperiano. Resuelva justificadamente los siguientes apartados:

a. Presente el dominio, los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como los posibles extremos

relativos de la función f(x). 1.25 ptos

b. Calcule el valor de la integral: 1

( )

e

f x dx 1.25 ptos

Solución: a. El dominio es 0, . La función crece en 0, e y decrece en ,e . Tiene un

máximo relativo en x e . b. 1

2( ) 1

e

f x dxe

50) Canarias. EBAU Ordinaria 2020. Grupo B. 1. Sean las funciones 4 2( ) 2f x x ax b y 3( ) 2g x x c .

a. Calcule los valores a, b y c de manera que las gráficas de f(x) y g(x) cumplan las dos condiciones

siguientes: 1.5 ptos

- Se cortan en el punto P(1, 1)

- En dicho punto coincida la pendiente de las rectas tangentes.

Dar las expresiones de las funciones resultantes.

b. Suponiendo 1a b en f(x), halle las asíntotas de la función: 3

( )( )

1

f xh x

x

1 pto

Solución: a. 7; 6; 3a b c . 4 2( ) 2 7 6f x x x y 3( ) 2 3g x x .

b. La asíntota vertical es 1x . No existe asíntota horizontal. La asíntota oblicua es 2y x

51) Canarias. EBAU Julio 2019. Opción A. 1. Dada la función 4 3 2( ) 7f x x ax bx cx

Calcular los valores de 𝑎, 𝑏 𝑦 𝑐 sabiendo que se cumplen las condiciones siguientes:

- Dos de sus extremos relativos se encuentran en los puntos de abscisas 𝑥 = 0 y 𝑥 = –2

- La función corta el eje OX en el punto 𝑥 = 1

Dar la expresión de la función resultante. (2,5 ptos)

Solución: a = 0, b = –8 y c = 0. La función queda 4 2( ) 8 7f x x x



52) Canarias. EBAU Julio 2019. Opción B. 1. Dada la parábola de ecuación 24y x y la recta de

ecuación 2y x

a) Hallar los puntos intersección entre las curvas anteriores. (0,5 ptos)

b) Esbozar el gráfico señalando el recinto limitado por ambas curvas. (0,5 ptos)

c) Calcular el área del recinto limitado por ambas curvas. (1,5 ptos)

Solución: a) P(1,3) y Q(–2,0) b) c) 9/2 u2.

53) Canarias. EBAU Junio 2019. Opción A. 1. Se desea vallar un terreno rectangular usando 100 metros

de una tela metálica. Se ha decidido dejar una abertura de 20 metros sin vallar en uno de los lados de la

parcela para colocar una puerta. Calcular las dimensiones de todos los lados de la parcela rectangular

de área máxima que puede vallarse de esa manera. Calcular el valor de dicha área máxima. (2,5 ptos) Solución: Un cuadrado de lado 30 m, con área 900 m

2

54) Canarias. EBAU Junio 2019. Opción B. 1. Dada la siguiente expresión de la función f, de la que se

desconocen algunos valores:

1

( )ln 1

a x si x

f x bx si x

x

Calcular los valores de a y b para que f sea derivable en todo su dominio.

Escribir la función resultante. (2,5 ptos)

Solución: a = 1 y b = 0. 1 1

( )ln 1

x si xf x

x si x

55) Cantabria. EBAU Extraordinaria 2020. Ejercicio 2 [2.5 PUNTOS]

Considera la función 1 cos

( )x

f xx

1) [0.5 PUNTOS] Calcula la derivada primera.

2) [0.5 PUNTOS] Calcula la pendiente de la recta tangente a la gráfica de f(x) en el punto de abscisa x

3) [1 PUNTO] Calcula 0

lim ( )x

f x

.

4) [0.5 PUNTOS] Calcula las asíntotas.

Solución: 1)

2

1 cos( )(́ )

xsen x xf x

x

2) La pendiente de la recta tangente es el valor de la derivada

en dicho punto. 2

2(́ )f

3)

0lim ( ) 0x

f x

4) No tiene asíntota vertical. 0y es asíntota horizontal.

No tiene oblicua.

56) Cantabria. EBAU Extraordinaria 2020. Ejercicio 6 [2.5 PUNTOS]



Considera la función

sin( ) / 2

( ) 2/ 2

x si x

f xa si x

x

, siendo a un parámetro real.

1) [0.5 PUNTOS] Halla a para que f(x) sea continua.

2) [0.5 PUNTOS] Calcula lim ( )x

f x

.

3) [0.5 PUNTOS] Halla una primitiva de f(x) para / 2x

4) [1 PUNTO] Calcula el área de la región limitada por la función ( )y f x , las rectas 0x ,

/ 2x y el eje OX de abscisas.

Solución: 1) 4

a

2) lim ( )

xf x a

; lim ( )

xf x No existe

3)

0( ) cos 0F x x cosx 4) 1 u2

57) Cantabria. EBAU Ordinaria 2020. Ejercicio 2 [2.5 PUNTOS]

Considera la función sin

( )x

f xx

1) [0.5 PUNTOS] Calcula la derivada primera.

2) [0.5 PUNTOS] Calcula la pendiente de la recta tangente a la gráfica de f(x) en el punto de abscisa x

3) [0.5 PUNTOS] Calcula las asíntotas.

4) [1 PUNTO] Calcula 0

lim ( )x

f x

Solución: 1)

2

cos sin( )(́ )

x x xf x

x

2) 1

(́ )f

. 3) No tiene asíntotas verticales.

0y es asíntota horizontal. No tiene asíntota oblicua. 4) 0

lim ( ) 1x

f x

58) Cantabria. EBAU Ordinaria 2020. Ejercicio 6 [2.5 PUNTOS]

Considera la función 2

2( )f x

x .

1) [1 PUNTO] Calcula el dominio y las asíntotas de f(x).

2) [0.5 PUNTOS] Halla una primitiva de f(x).

3) [1 PUNTO] Calcula el área de la región limitada por la función ( )y f x , las rectas 1x , 2x y

el eje OX de abscisas.

Solución: 1) El dominio es 0 . 0x es asíntota vertical. 0y es asíntota horizontal. No tiene

asíntota oblicua. 2) 2( )F x C

x 3) 21Área u

59) Cantabria. EBAU Septiembre 2019. Opción 1. Ejercicio 2

Considere la función 2

4(

8)

7

xf x

x x

.

1) [2.75 PUNTOS] Estudie el dominio, asíntotas, intervalos de crecimiento y decrecimiento, máximos

y mínimos relativos de la función f.

2) [0.25 PUNTOS] Si g es una función derivable con un máximo relativo en x = 2, ¿Cuánto vale

(́2)g ?

Solución:1) El dominio es 1, 8 . Asíntotas verticales x = –1 y x = 8. Horizontal y = 0. La función

presenta un mínimo relativo en x = –10 y un máximo relativo en x = 2. Crece en 10,2 y decrece en

, 10 2, .2) (́2) 0g



60) Cantabria. EBAU Septiembre 2019. Opción 1. Ejercicio 2

Sea f(x) la función definida en (0, ∞) dada por f(x) = x ln(x), donde ln denota el logaritmo neperiano.

1) [1 PUNTO] Calcule 0

lim ( )x

f x

.

2) [2 PUNTOS] Calcule 2

( )

e

f x dx

Solución:1) 0 2) 2 2ln2

61) Cantabria. EBAU Junio 2019. Opción 1. Ejercicio 2

Considere la función 2( ) 10 xf x x e .

1) [2.5 PUNTOS] Calcule un primitiva F(x) tal que F(0) = 0. Use la derivada para comprobar su

solución.

2) [0.5 PUNTOS] Calcule 5

0( )f x dx .

Solución: 1) 2 19

2

19

2 4

xeF x x

2)

1029 19

4

e

62) Cantabria. EBAU Junio 2019. Opción 2. Ejercicio 2

Sea la función 2

( )0

2( )

02

sen xsi x

xf x

a xsi x

x

1) [1 PUNTOS] Determine, si existe, el valor de a que haga a la función continua en x = 0.

2) [1.5 PUNTOS] Calcule el valor de a para que f tenga un extremo relativo en x = 2. ¿Es este extremo

un máximo o mínimo local?

3) [0.5 PUNTOS] Sea g(x) una función integrable, si 3

0( ) 4g x dx y

3

2( ) 6g x dx , ¿Cuánto vale

2

0( )g x dx ?

Solución:1) a = 1 2) a = –12. En x = 2 hay un máximo 3) –2

63) Cantabria. EBAU Septiembre 2018. A.2. Calcula: 2

0

(2 )lim

ln(1 )x

sen x x

x x

Solución: 1/2.

64) Castilla La Mancha. EvAU Extraordinaria 2020. 3. a) [1 punto] Calcula razonadamente el siguiente

límite: 0

1 1lim

2x x sen x

b) [1,5 puntos] Dada la función

12 1

( ) 2 1 2

ln 1 2

xsi x

f x x si x

x si x

Donde ln es el logaritmo, estudia la continuidad de la función f(x) en 1x y en 2x , y clasifica el

tipo de discontinuidad si las hubiera.



Solución: a) 0

1 1lim

2x x sen x

b) Es discontinua inevitable de salto finito en x = 1. Es

continua en x = 2.

65) Castilla La Mancha. EvAU Extraordinaria 2020. 4. a) [1,5 puntos] Calcula las dimensiones de una

caja de base cuadrada (prisma cuadrangular) sin tapa superior y con un volumen de 108 dm3 para que

la superficie total de la caja (formada por las caras laterales y la base) sea mínima.

b) [1 punto] Calcula la ecuación de la recta tangente a la gráfica de la función 2( ) 1f x x x en el

punto de abscisa 1x .

Solución: a) 6 dm en el lado del cuadrado de la base y 3 de altura. b) 3 2y x

66) Castilla La Mancha. EvAU Extraordinaria 2020. 5. a) [1,25 puntos] Calcula razonadamente la

siguiente integral: 1 x

dx

e

. (Cambio de variable sugerido: e

x = t)

b) [1,25 puntos] Determina justificadamente el área acotada que encierran las gráficas de las funciones 2( ) 2 4f x x x y ( ) 2g x x .

Solución: a) ln 11

x

x

dxx e C

e

b)

24,5Área u

67) Castilla La Mancha. EvAU Ordinaria 2020. 3. Dada la función

32

2

( ) cos 2 3

ln 23

3

si xx

f x x si x

xsi x

x

a) [1,5 puntos] Determina razonadamente los puntos en los que la función es continua, calcula los

puntos en los que es discontinua y clasifica el tipo de discontinuidad, si los hubiera.

b) [1 punto] Calcula razonadamente el siguiente límite: 20

lim1 2 cos

x

x

xe

x x

Solución: a) La función es continua en 2 , presentando una discontinuidad inevitable de salto infinito

en x = 2. b) 20

1lim

21 2 cos

x

x

xe

x x

68) Castilla La Mancha. EvAU Ordinaria 2020. 4. Sea la función 2

2

2 1( )

1

x xf x

x

a) [1,5 puntos] Halla razonadamente las coordenadas de los extremos relativos de la función f(x) y

clasifícalos.

b) [1 punto] Calcula la ecuación de la recta tangente y la ecuación de la recta normal a la gráfica de la

función f(x) en el punto de abscisa 0x .

Solución: a) La función tiene un máximo en P(–1, 2) y un mínimo en Q(1, 0).

b) La recta tangente es 2 1y x y la recta normal es 12

xy



69) Castilla La Mancha. EvAU Ordinaria 2020. 5. a) [1,25 puntos] Calcula razonadamente la siguiente

integral: 2

3 2

2 1

xdx

x x

.

b) [1,25 puntos] Calcula, justificadamente, el área acotada del recinto limitado por la gráfica de la

función 3 2( ) 2 3g x x x x y el eje de abscisas.

Solución: a) 2

3 2 13ln 1

2 1 1

xdx x C

x x x

b) 2142

11,83312

Área u

70) Castilla La Mancha. EvAU Julio 2019. 1A. a) Estudia la continuidad en todo R de la función 3 2

2

2( )

1

x x xf x

x

indicando los tipos de discontinuidad que aparecen. (1,5 puntos)

b) Calcula las coordenadas de los extremos relativos de la función ( ) xg x xe . (1 punto)

Solución: a) En x = 1 es discontinua evitable. En x = – 1 es discontinua inevitable de salto infinito. b) En x

= 1 hay un máximo relativo.

71) Castilla La Mancha. EvAU Julio 2019. 2A. a) Calcula razonadamente el área del recinto cerrado

limitado por las gráficas de las funciones 2( ) 16f x x y 2

( ) 2 4g x x . (1,5 puntos)

b) Encuentra razonadamente la ecuación de la recta tangente a la gráfica de la función 2( ) 16f x x

en el punto de abscisa x = 1. (1 punto)

Solución: a) 72 u2. b) 2 17y x

72) Castilla La Mancha. EvAU Julio 2019. 2B. Calcula razonadamente las siguientes integrales:

a) 1

0

1 xx e dx b)

1

1dx

x x (1,25 puntos por integral)

Nota: En la integral b) puede ayudarte hacer el cambio de variable t x .

Solución: a) 3

2e

b) 2arctg x C

73) Castilla La Mancha. EvAU Junio 2019. 2A. a) Calcula razonadamente el área de los recintos

limitados por la función 2 2 3g x x x , la recta x = –2 y el eje de abscisas. (1,5 puntos)

b) Encuentra razonadamente la ecuación de la recta normal a la gráfica de la función g(x) en el punto

de abscisa x = 4. (1 punto)

Solución: a) 13 u2 b) 6 34 0x y

74) Castilla La Mancha. EvAU Junio 2019. 1B. Calcula razonadamente los siguientes límites:

a) 1 1

1

2lim

1

xx x

x

e

x

b)

2 1

21lim

4 3

x

x

e x

x x

(1,25 puntos por límite)

Solución: a)

1

2e b) 1/2

75) Castilla La Mancha. EvAU Junio 2019. 2B.

Dadas las funciones 2

1( )

1f x

x

y

2

( )2

xg x con x ∈ R.

a) Encuentra razonadamente las coordenadas de los extremos relativos de las funciones f(x) y g(x).

(1 punto)



b) Calcula razonadamente el área del recinto cerrado limitado por las gráficas de las funciones f(x) y

g(x). (1,5 puntos)

Solución: a) En x = 0 hay un máximo relativo de f(x) y un mínimo relativo de g(x). b) Área = 211,24

2 3u

76) Castilla La Mancha. EvAU Junio 2018. A.2. Calcula:

2

20) 1 cos )

2

x

x x

ea x xdx b dx

e e

Solución: a) 4 b) 31 1

ln3 2

x

x

eC

e

77) Castilla La Mancha. EvAU Junio 2018. B.2. Dadas las funciones ( ) 2 xf x xe y 2( ) xf x x e ,

calcula razonadamente el área del recinto cerrado limitado por las gráficas de esas funciones.

Solución: 2

2 2

20

42 x xxe x e dx u

e

78) Castilla y León. EBAU Extraordinaria 2020. E5.- (Análisis)

Determinar la función 3 2( )f x x ax bx c , conociendo que tiene un punto de inflexión en x = 1 y que

la recta tangente a su gráfica en el punto (–1, 0) es el eje de abscisas. (2 puntos)

Solución: 3 2( ) 3 9 5f x x x x


Demuestre que la ecuación 4 3 1x x senx tiene alguna solución real en el intervalo 0, 2 . Probar

que la solución es única. (2 puntos)

Solución:Aplicando el teorema de Bolzano y de Rolle.


a) Calcular

2

1

1 2 1lim

1x

x x x

x

. (1 punto)

b) Dada la función 2

2( )

x

x

x ef x

x e

, hallar la función primitiva suya F(x) que verifique F(0) = 3.

(1 punto)

Solución: a)

2

1

1 2 1 1lim

1 2x

x x x

x

b) 2( ) ln 3xF x x e


𝐚) Dada la función ln

( )x

f xx

. Encontrar sus extremos relativos y los intervalos de crecimiento y

decrecimiento. (1 punto)

𝐛) Dada la función 2( ) 2f x x x . Estudiar el signo de la función en el intervalo 1,3 y encontrar el

área del recinto comprendido entre su gráfica, el eje OX y las rectas x = 1 y x = 3. (1 punto)

Solución:a) La función crece en 0,e y decrece en ,e . Tiene un máximo relativo en x = e. b) Es

negativa en el intervalo 1,2 y positiva en 2,3 . El área vale 2 u2.



82) Castilla y León. EBAU Ordinaria 2020. E5.- (Análisis)

Representar gráficamente la función ( ) xf x xe , calculando previamente sus extremos relativos, intervalos

de crecimiento y decrecimiento, concavidad y convexidad y sus asíntotas. (2 puntos)

Solución: La asíntota horizontal es 0y

La función decrece en , 1 y crece en 1, . Tiene un mínimo

relativo en 1x .

La función es cóncava en , 2 y convexa en 2, y presenta un punto de

inflexión en 2x .


a) Calcular 0

coslim

1

x

xx

e x x

e senx

. (1 punto)

b) Calcular 2

0

cossenx x dx

. (1 punto)

Solución: a) 0

coslim 0

1

x

xx

e x x

e senx

b)

2

0

cos 2senx x dx


𝐚) Calcule los puntos de corte de las gráficas de las funciones 2

( )f xx

y ( ) 3g x x . (0,5 puntos)

𝐛) Sabiendo que en el intervalo 1,2 se verifica que ( ) ( )g x f x calcular el área del recinto limitado

por la gráfica de ambas funciones en dicho intervalo. (1,5 puntos)

Solución: a) 2x y 1x . b) 23

2ln 2 0,1142

Área u

85) Castilla y León. EBAU Julio 2019. Opción A. E4.-

a) Calcular 0

limcosxx

senx

e x . (1 punto)

b) Calcular 𝑎, siendo 𝑎 > 1, para que el área de la región del plano comprendida entre las gráficas de las

funciones f x x , g x ax y 𝑥 = 1 sea 1. (1 punto)

Solución: a) 1 b) a = 3

86) Castilla y León. EBAU Julio 2019. Opción B. E4.- Determínense los valores de 𝑎 y de 𝑏 para los

cuales la función definida por:

2

cos 0( )

2 1 0

a x si xf x

x bx si x

,

es continua y verifica que

1

0

1( )

3f x dx . (2 puntos)

Solución: a = 0 y b = 1

87) Castilla y León. EBAU Junio 2019. Opción A. E3.-

Dada la función 3 2( ) 2 3 12f x x x x , para 𝑥 ∈ ℝ.



a) Calcule sus máximos y mínimos relativos y sus intervalos de crecimiento y decrecimiento. (1

punto)

b) Calcule el máximo y mínimo absolutos en el intervalo [−2,2]. (1 punto)

Solución: a) La función tiene un máximo local en x = –2 y un mínimo local en x = 1. Crece en

, 2 1, y decrece en 2,1 . b) El mínimo absoluto está en x = 1 y el máximo absoluto se alcanza

en x = –2

88) Castilla y León. EBAU Junio 2019. Opción A. E4.-

a) Calcular

0

cos 1limx

x

xsen x

. (1 punto)

b) Calcular el área encerrada por las gráficas de (𝑥)=4𝑥 y de (𝑥)=𝑥3 en el intervalo [0,2], probando

anteriormente que en dicho intervalo 𝑓≥𝑔. (1 punto)

Solución: a) –1/2 b) 4 u2.

89) Castilla y León. EBAU Junio 2019. Opción B. E3.- Sea el polinomio 3 2( )f x ax bx cx d

del cual sabemos que f(0)=1, f(1)=0 y que tiene extremos relativos en 𝑥=0 𝑦 𝑥=1. Calcular 𝑎, 𝑏.

(2 puntos)

Solución: a = 2, b = –3, c = 0 y d = 1

90) Castilla y León. EBAU Junio 2019. Opción A. E4.- a) Sea 2

2 3( )

3 1

xf x

x x

. Hallar el área del

recinto limitado por la gráfica de f(𝑥), el eje 𝑂X y las rectas 𝑥=0 𝑦 𝑥=2. (1 punto)

b) Calcular

0lim

3cos 3x

xsen x

x . (1punto)

Solución: a) 2ln11 2,39 u b) –2/3

91) Castilla y León. EBAU Julio 2018. B.E3. De todos los rectángulos de perímetro 40 cm encontrar el que tiene la diagonal de menor longitud.

Solución: Es un cuadrado de lado 10 cm.

92) Castilla y León. EBAU Junio 2018. A.E4.

Calcular el área del recinto limitado por la gráfica de la función ( ) cos f x x x y el eje de las 𝑥,

cuando 𝑥 pertenece al intervalo 0,2

.

Solución: 212

u

93) Cataluña. PAU Extraordinaria 2020. Serie 4. 1. Siguin les funcions 3( )f x x i 2( ) ·g x a x

en què a és un nombre real positiu.

a) Trobeu, en funció del paràmetre a, els punts de tall entre les dues corbes y = f(x) i y = g(x) i feu un

esbós de la regió limitada per les dues gràfiques. [1,25 punts]

b) Calculeu el valor de a perquè l’àrea compresa entre y = f(x) i y = g(x) sigui 227

4u . [1,25 punts]

Solución: a) Los puntos de corte de ambas gráficas son P(0, 0) y Q(a, a3) .b) El valor buscado de a es 3.



94) Cataluña. PAU Extraordinaria 2020. Serie 4. 3. Sigui f (x) una funció derivable la gràfica de la

qual passa pel punt (0, 1). La gràfica de la seva derivada, f ′(x), és la que es mostra en la figura.

a) Calculeu l’equació de la recta tangent a la gràfica de la funció f (x) en el punt de la gràfica

d’abscissa x = 0. [1,25 punts]

b) Trobeu les abscisses dels punts singulars de la funció f (x) i classifiqueu-los. [1,25 punts]

Solución: a) 4 1y x b) La función tiene un punto de inflexión en x = –2, un máximo relativo en x = –1

y un mínimo relativo en x = 1.

95) Cataluña. PAU Extraordinaria 2020. Serie 4. 5. Una empresa està treballant en el disseny

d’unes càpsules de cafè. L’empresa ha construït la secció transversal de les càpsules inscrivint-la en

una semicircumferència de radi 1, traçant a continuació una corda CD paraŀlela al diàmetre AB i

incorporant el punt E en el punt mitjà de l’arc CD. D’aquesta manera queda traçat el pentàgon

ACEDB, tal com es mostra en la figura.

a) Expresseu en funció de x i h l’àrea del pentàgon ACEDB. [1,25 punts]

b) Quina ha de ser la distància (indicada en la figura per h) a què s’ha de situar la corda CD de AB per

tal que l’àrea del pentàgon ACEDB sigui màxima? [1,25 punts]

Solución: a) ( , )Área x h h x b) El área del pentágono es máxima para 2

0.7072

h .

96) Cataluña. PAU Ordinaria 2020. Serie 1. 4. Considereu la funció 2

( )ax b

f xx

, en què a i b són

dos paràmetres reals. Calculeu els valors de a i b de manera que la funció f(x) tingui una asímptota

obliqua de pendent 1 i un mínim en el punt de la gràfica d’abscissa x = 2. [2,5 punts]



Solución: a = 1 y b = 4.

97) Cataluña. PAU Ordinaria 2020. Serie 1. 6. Considereu la funció 3( )f x x .

a) Calculeu en quin punt del tercer quadrant la recta tangent a y = f(x) és paraŀlela a la recta 3 – 4x y

. Calculeu l’equació de la recta tangent a la gràfica en aquest punt i feu un dibuix aproximat de la

gràfica de la funció i les dues rectes. [1,25 punts]

b) Calculeu l’àrea de la regió delimitada per y = f(x) i la recta 3 2y x . [1,25 punts]

Solución: a) P(–1, –1). b) 227

6,754

Área u

98) Cataluña. PAU Septiembre 2019. Serie 5. 1. Considera las rectas y = x e y = 2x, y la parábola 2y x .

a) Calcule los puntos de intersección entre las gráficas de las diferentes funciones y haga un esbozo de

la región delimitada per las gráficas. [1 punto]

b) Calcule el área de la región del apartado anterior. [1 punto]

Solución: a) 0,0 ; 1,1 2,4P Q y R . b) 271,17

6Área u

99) Cataluña. PAU Septiembre 2019. Serie 5. 4. Considera la función 2

1( )

1f x

x

.

a) Calcula la ecuación de la recta tangente a la gráfica en aquellos puntos en que la recta tangente es

horizontal. [1 punto]

b) Calcula las coordenadas del punto de la gráfica de la función f(x) en que la pendiente de la recta

tangente es máxima. [1 punto]

Solución: a) y = 1. b) 1 3,

43

100) Cataluña. PAU Septiembre 2019. Serie 5. 6. Considera la función ln( )

( )x

f xx

.

a) Calcula el dominio de la función f, los puntos de corte de la gráfica de f con los ejes de coordenadas,

y los intervalos de crecimiento y decrecimiento de f. [1 punto]

b) Calcule el área de la región del plano determinada por la gráfica de la función f, las rectas 1x y

x e , y el eje de abscisas. [1 punto]

Solución: a) Dominio ( ) 0f x , Puntos de corte: P(1,0). La función crece en ,e y decrece

en ,e .



101) Cataluña. PAU Junio 2019. Serie 1. 1. Las páginas de un libro deben de tener 600 cm2 de

superficie cada una, con unos márgenes alrededor del texto de 2 cm en la parte inferior, 3 cm en la

parte superior y 2 cm a cada lado. Calcula las dimensiones de la página que permite la superficie

impresa más grande posible.

Solución: 21,9 y 27,38 cm.

102) Cataluña. PAU Junio 2019. Serie 1. 4. Considera la función: 32 5 4

( )1

x xf x

x

a) Calcula el dominio y estudia la continuidad de f. ¿Tiene asíntota vertical?

b) Observa que 2

( 2)3

f

, (0) 4f y (2) 10f . Razona si, a partir de esta información,

podemos deducir que el intervalo (–2,0) contiene un cero de la función. ¿Podemos deducirlo para el

intervalo (0,2)? Encuentra un intervalo determinado por dos enteros consecutivos que contenga, como

mínimo, un cero de esta función.

Solución: a) Dominio = 1 . Es continua en todo su dominio. Tiene asíntota vertical, es 1x .

103) Cataluña. PAU Junio 2019. Serie 1. 6. Considera las funciones 2( )f x x y 1

( )g xx

, y la recta

x e .

a) Haz un esbozo de la región delimitada por sus gráficas y el eje de abscisas. Calcula el punto de

corte de ( )y f x con ( )y g x .

b) Calcula el área de la región descrita en el apartado anterior.

Solución: a) . Se cortan en x = 1. b) 4/3 u2.

104) Cataluña. PAU Junio 2018. Serie 1.3. Sigui la funció 3 2 –f x x x .

a) Trobeu l’equació de la recta tangent a la gràfica i que és paraŀlela a la recta d’equació 3 0x y .

b) Calculeu, si n’hi ha, els punts de la gràfica en què la funció presenta un màxim o mínim relatiu o un

punt d’inflexió.

Solución: a) 27 9 1 0y x b) En x = 0 hay un máximo y en x = 2/3 hay un mínimo.

105) Cataluña. PAU Septiembre 2018. Serie 5.3. Sigui la funció 2

( ) · x bxf x a e , amb a ≠ 0 i b ≠

0. a) Calculeu els valors de a i de b que fan que la funció tingui un extrem relatiu en el punt 1, e .

b) Per al cas a = 3 i b = 5, calculeu l’asímptota horitzontal de la funció f quan x tendeix a +∞.

Solución: a) a=1; b=2 b) y = 0



106) Extremadura. EBAU Extraordinaria 2020. 5. Sea la función 2

4( )

1

xf x

x

.

(a) Estudie las asíntotas, la monotonía (crecimiento y decrecimiento) y los extremos relativos

(máximos y mínimos) de la función ( )f x . (1,5 puntos)

(b) Con los datos obtenidos en el apartado anterior, represente de forma aproximada la gráfica de la

función f(x). (0,5 puntos)

Solución: a) Solo tiene asíntota horizontal: 0y . La función decrece en , 1 1, y crece

en 1,1 . Tiene un mínimo relativo en x = –1 y un máximo relativo en x = 1.

b)

107) Extremadura. EBAU Extraordinaria 2020. 6. Calcule los valores de a y b sabiendo que la

siguiente función f(x) es derivable en todo su dominio: (2 puntos)

22 1( )

2 ln 1

x ax b si xf x

x si x

Solución: Los valores buscados son 3a y 1b

108) Extremadura. EBAU Extraordinaria 2020. 7. Sean las funciones 2( ) 1f x x y ( ) 3g x .

a) Represente la región plana encerrada por las funciones ( )f x y ( )g x . (0,5 puntos)

b) Calcule el área de la región anterior. (1,5 puntos)

Solución: 23210,66

3Área u

109) Extremadura. EBAU Extraordinaria 2020. 8. Calcule la integral (2 puntos)

2

3

2

xdx

x x

Solución: 2

2

3ln 2 1

2

xdx x x K

x x

110) Extremadura. EBAU Ordinaria 2020. 5. (a) Estudie la monotonía (crecimiento y decrecimiento) y los extremos relativos (máximos y

mínimos) de la función 2( ) 1xf x e x x . (1 punto)

(b) Justifique si existe algún valor de x tal que f(x) = 2. (1 punto)

Solución: a) Crece en , 1 0, y decrece en 1,0 .Tiene un máximo local en 1x y

un mínimo en 0x . b) Teorema de Bolzano.



111) Extremadura. EBAU Ordinaria 2020. 6. Considere la función f(x), donde a , dada por

10

( )

0

xesi x

f x x

a si x

a) Calcule el valor de a para que la función sea continua. (1 punto)

b) Calcule la ecuación de la recta tangente en 1x . (1 punto)

Solución: a) a = –1. b) 2y x e

112) Extremadura. EBAU Ordinaria 2020. 7. Dadas las funciones 2( ) 4 1f x x x y ( ) 1g x x ,

se pide:

a) Represente de forma aproximada la región delimitada por las dos curvas. (0,5 puntos)

b) Calcule el área de dicha región. (1,5 puntos)

Solución: 24,5Área u

113) Extremadura. EBAU Ordinaria 2020. 8. Resuelva la integral2

7

2

xdx

x x

(2 puntos)

Solución: 2

72ln 1 3ln 2

2

xdx x x C

x x

114) Extremadura. EBAU Julio 2019. Opción A. 3. Sea la función 0

( )0

x

x

e si xf x

e si x

(a) Estudie la continuidad y derivabilidad de f(x). (1,5 puntos)

(b) Estudie si existe un extremo relativo de f(x) en 0x . (0,5 puntos)

Solución: (a) Es continua en y es derivable en 0 . (b) Un mínimo relativo en x = 0.

115) Extremadura. EBAU Julio 2019. Opción A. 4. Dadas las funciones 2( ) 2f x x y ( )g x x .

(a) Represente la región plana encerrada por f(x) y g(x). (0,5 puntos)

(b) Calcule el área de la región anterior. (1,5 puntos)

Solución: a) b) 24,5u

116) Extremadura. EBAU Julio 2019. Opción B. 3. Sea la función 2

2( )

1

xf x

x

.

(a) Estudie las asíntotas, la monotonía (crecimiento y decrecimiento) y los extremos relativos

(máximos y mínimos) de f(x). (1,5 puntos)

(b) Represente la gráfica de f(x) utilizando el apartado anterior. (0,5 puntos)



Solución: a) Las asíntotas verticales son 1 y 1x x . La asíntota horizontal es 1y . La función crece en

, 1 1,0 y decrece en 0,1 1, . Tiene un máximo relativo en x = 0.

117) Extremadura. EBAU Julio 2019. Opción B. 4. Calcule la primitiva F(x) de la función

2

3( )

1

xf x

x

(2 puntos)

Solución:

21

( ) ln1

xF x C

x

118) Extremadura. EBAU Junio 2019. Opción A. 4. Sean las funciones 2( ) 4f x x y

21( ) 2

2g x x .

a) Represente la región plana encerrada por las funciones ( )f x y ( )g x . (0,5 puntos)

b) Calcule el área de la región anterior. (1,5 puntos)

Solución: b) 16/3 u2

119) Extremadura. EBAU Junio 2019. Opción B. 3. Estudie la monotonía (crecimiento y

decrecimiento) de la función 2( ) xf x x e . (2 puntos)

Solución: La función 2( ) xf x x e crece en , 2 0, y decrece en 2,0

120) Extremadura. EBAU Junio 2019. Opción B. 4. Resuelve la integral

2

5 3

2 3

xdx

x x

(2 puntos)

Solución: 2ln 1 3ln 3x x C

121) Extremadura. EBAU Julio 2018. A.3. Sea la función ( ) ln 0f x x x para x

a. ¿Se puede definir f(0) para que f(x) sea continua por la derecha de x = 0? b. Estudie los máximos y mínimos de f(x) para x > 0. c. Halle, si existe, la recta tangente a f(x) en x = 1. d. Calcule una primitiva F(x) de la función ( ) lnf x x x .



Solución: a. f(0)=0 b. Mínimo en x=e–1 c. y = x–1 d. 2 2

ln2 4

x xF x x K

122) Galicia. ABAU Extraordinaria 2020. 3. Análisis

Determine los valores de a y b que hacen que la función

cos0

( )

0

a xsi x

f x x

bx si x

sea, primero

continua, y luego derivable.

Solución: a = 1 y b = 1/2.

123) Galicia. ABAU Extraordinaria 2020. 4. Análisis:

a) Calcule el área encerrada por el eje X y la gráfica de

2

11 0

3( )

1 0

x si xf x

x si x

.

b) Calcule 2 1x x dx .

Solución: a) Área = 211

6u ; b)

32 21

1 13

x x dx x K

124) Galicia. ABAU Ordinaria 2020. Análisis. 3.

a) Calcule 2

20

cos 1lim

1 2 xx

x

x e

.

b) Determine los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de ( ) ln 1f x x x . Calcule, si

existen, los máximos y mínimos relativos de la función f.

Solución: a) 2

20

cos 1 1lim

1 2 2xx

x

x e

. b) La función decrece en 0,1 y crece en 1, .

Tiene un mínimo en el punto P(1, –1). No tiene máximos relativos.

125) Galicia. ABAU Ordinaria 2020. Análisis. 4.

a) Calcule los valores de b y c para que la función

2

2

0( )

0

xe si xf x

x bx c si x

sea, primero

continua, y luego derivable en 0x .

b) Calcule 2

1

ln 1x x dx .

Solución: a)b = 2, c = 1. b) 2

1

ln 1 0.8637x x dx

126) Galicia. ABAU Julio 2019. Opción A. 2. Da respuesta a los apartados siguientes:

a) Estudia los intervalos de crecimiento y de decrecimiento y los extremos relativos de la función 2( ) lnf x x x

b) Consideremos un triángulo tal que: dos de sus vértices son el origen O (0,0) y el punto P (1,3), uno

de sus lados está sobre el eje X y otro sobre la tangente en P (1,3) a la gráfica de la parábola 24y x

. Se pide calcular las coordenadas del tercer vértice, dibujar el triángulo y calcular, el área de las dos

regiones en las que el triángulo queda dividido por la parábola 24y x .



Solución: a) Su dominio es 0, . La función presenta un mínimo local en 1

2x e

. Decrece en 1

20,e

y

crece en 1

2 ,e

b) 2Área de recinto B 0,583u 2Área del recinto A = 3,1667 u

127) Galicia. ABAU Julio 2019. Opción B. 2. Da respuesta a los apartados siguientes:

a. De entre todos los triángulos rectángulos contenidos en el primer cuadrante que tienen un vértice en

el origen, otro sobre la parábola 24y x , un cateto sobre el eje X y el otro paralelo al eje Y, obtén

los catetos y la hipotenusa de aquel cuya área es máxima.

b. Enuncia el teorema de Bolzano y Rolle.

Solución: a) Los catetos son 4

3x ;

8

3y . La hipotenusa es

76

3

128) Galicia. ABAU Junio 2019. Opción A. 2. Da respuesta a los siguientes apartados:

a. Mediante integración por partes demuestra que ln ln 1xdx x x C . Luego, demuestra la

misma igualdad mediante derivación.

b. Si

ln 0,( )

,

x si x ef x

ax b si x e

, di que relación debe existir entre a y b para que f sea continua y

que valores deben tener para que f sea derivable.

c. Calcular el área encerrada entre el eje X, la recta x = 4 y la gráfica de

ln 0,

( ),

x si x e

f x xsi x e

e

Solución: b) b = 0 y 1

ae

c) 281

2

eu

e

129) Galicia. ABAU Junio 2019. Opción B. 2. Considérese la función 2( ) xf x x e , se pide:

a. Calcular los límites lim ( )x

f x

y lim ( )x

f x

b. Determinar intervalos de crecimiento y de decrecimiento, extremos relativos y puntos de inflexión.

c. Calcular ( )f x dx .

Solución: a) lim ( ) 0x

f x

; lim ( )x

f x

b. La función crece en 0,2 y decrece en ,0 2, .

Tiene un mínimo relativo en x = 0 y un máximo relativo en x = 2. En x = 0,58 y x = 3,41 son puntos de

inflexión. c) 2 2 2 2x x x xx e dx x e xe e C

130) Galicia. ABAU Julio 2018. B.2.



a) Calcula, si existe, el valor de m para que

2

20

cos 2 1lim 3x

x mx

sen x

b) Calcula los valores de a, b, c y d para que la función 3 2( )f x ax bx cx d tenga un punto de

inflexión en el punto 0,5 y la tangente a su gráfica en el punto (1,1) sea paralela al eje X.

c) Calcula 1

lne

x xdx

Solución: a) m=5 b) a=2; b=0; c=–6; d=5 c) 222

9Área e e u

131) Galicia. ABAU Junio 2018. A.2. a) Calcula los intervalos de crecimiento y decrecimiento y

máximos y mínimos relativos de 2

1( )

xf x

x

b) Calcula el área de la región limitada por la parábola 2 4y x x y la recta 4y x .

Solución: a) Crece (0, 2) Decrece (–∞, 0)∪(2, +∞). Máximo en x=2 y Mínimos no hay. b) Área=9/2 u2

132) La Rioja. EBAU Extraordinaria 2020. 1.- (2 puntos) Calcular los valores de los parámetros

reales a y b para que la función:

2 9 , 3,3( )

ln 2 , 3,

bxa x b x

f x

b x x

sea derivable.

Solución: Los parámetros son 1

19

a y b .

133) La Rioja. EBAU Extraordinaria 2020. 2.- (2 puntos) Determinar el dominio y las asíntotas de la

función

2

3( )

2

xf x

x

Calcular la recta tangente en su punto de inflexión.

Solución: El dominio es 2 . La asíntota vertical es 2x . La asíntota horizontal es 0y .

La recta tangente a la gráfica de f(x) en x = –5 tiene ecuación 27 11 0x y

134) La Rioja. EBAU Extraordinaria 2020. 3.- (2 puntos) Calcular el área del recinto limitado por las

funciones f y g, siendo éstas:

2

2( ) 2, ( ) 2 1

9 3

x xf x g x x .

y las rectas x = 3, x = 5.

Solución: 24.37Área u

135) La Rioja. EBAU Ordinaria 2020. 1.- (2 puntos)

a) Calcular el siguiente límite:

1

0

1 coslim

1 cos

senx

x

senx x

senx x

b) Determinar el valor de la constante real a para que se satisfaga la siguiente igualdad:



24

1 28 1

lim16 32x

tg x

x ax

Solución: a)

1

2

0

1 coslim

1 cos

senx

x

senx xe

senx x

b) a = 8

136) La Rioja. EBAU Ordinaria 2020. 2.- (2 puntos) Determinar los valores de los parámetros

reales a y b para que las funciones 2( )f x ax b y 2( )g x x x a , sean tangentes en el punto de

abscisa 1x . Para los valores obtenidos de a y b, calcular la recta tangente a las curvas en 1x .

Solución: 1; 0

2a b ; la recta tangente es 1

2y x

137) La Rioja. EBAU Ordinaria 2020. 3.- (2 puntos) Calcular el área del recinto limitado por las rectas

2x , 2x , el eje OX y la función 2 , 0

( ), 0

x xf x

x x

Solución: 2144,66

3Área u

138) La Rioja. EBAU Julio 2019. Propuesta A. 3.- (3 puntos) Sea la función

2( )

1

xf x

x

(I) Analiza la continuidad y derivabilidad de la función f.

(II) Razona si se puede aplicar, o no, el teorema de Rolle en el intervalo 1 1

,2 2

. En caso afirmativo,

calcula el valor 1 1

,2 2

c

a que se refiere el teorema de Rolle.

(III) Halla el área encerrada por f y el eje de abscisas en el intervalo 3

,42

Solución: (I) La función es continua en 1,1 . Es derivable en 1,0,1 (III) Área = 21ln12

2u

139) La Rioja. EBAU Junio 2019. Propuesta A. 3.- (3 puntos) Sea :f la función definida

como:

2

cos , 0( )

, 0

x xf x

x ax b x

con a y b números reales.

(I) Halla a y b para que f sea continua y derivable en 0x .

(II) Para los valores anteriores de a y b analiza si f tiene un extremo relativo en 0x .

(III) Halla el área encerrada por la función y el eje OX en el intervalo ,12

Solución: (I) a = 0 y b = 1. (II) La función presenta un mínimo relativo en x = 0. (III) 5/3 u2.

140) La Rioja. EBAU Julio 2018. B.2. a) Hallar, si existe, el valor de a para el cual:



2lim 9 1 3 1 2x

x ax x

b) Determine, si existe, 2lim 9 12 1x

x x

donde 29 12 1x x

representa la derivada de 29 12 1x x

Solución: a) a=6 b) 3

141) Madrid. EVAU Extraordinaria 2020. A.2. Calificación máxima: 2.5 puntos.

Dada la función 2

2

11, 1

1( )

11

4

xsi x x

xf x

xsi x

x

, se pide:

a) (0.5 puntos) Calcular f(0) y 0f f .

b) (1.25 puntos) Estudiar la continuidad y derivabilidad de f(x) en x = 1 y determinar si en dicho punto

existe un extremo relativo.

c) (0.75 puntos) Estudiar sus asíntotas.

Solución: a) (0) 1f ; 1

02

f f b) La función es continua en x = 1. No es derivable en x = 1. En x = 1

hay un mínimo relativo. c) La asíntota vertical es 1x . La asíntota horizontal en –∞ es 0y . La

asíntota oblicua en +∞ es 1

4y x

142) Madrid. EVAU Extraordinaria 2020. B.2. Calificación máxima: 2.5 puntos.

La potencia generada por una pila viene dada por la expresión 2 /4( ) 25 tP t te , donde t > 0 es el

tiempo de funcionamiento.

a) (0.5 puntos) Calcular hacia qué valor tiende la potencia generada por la pila si se deja en

funcionamiento indefinidamente.

b) (0.75 puntos) Determinar la potencia máxima que genera la pila y el instante en el que se alcanza.

c) (1.25 puntos) La energía total generada por la pila hasta el instante t, E(t), se relaciona con la

potencia mediante ´E t P t , con 0 0E . Calcular la energía producida por la pila entre el

instante t = 0 y el instante t = 2.

Solución: a) La potencia generada por la pila tiende a cero. b) La potencia presenta un máximo valor en

2t . Siendo esta potencia máxima de 2( 2) 25P

e c)

2

0

50( ) 50P t dt

e

143) Madrid. EVAU Ordinaria 2020. A.2. Calificación máxima: 2.5 puntos.

Dadas las funciones 3 2( ) 3 1f x x x y 6g x x , se pide:

a) (0.5 puntos) Justificar, usando el teorema adecuado, que existe algún punto en el intervalo 1,10 en

el que ambas funciones toman el mismo valor.

b) (1 punto) Calcular la ecuación de la recta tangente a la curva y = f(x) con pendiente mínima.

c) (1 punto) Calcular 2

1

( )

( )

f xdx

g x

Solución: a) Teorema de Bolzano b) 3 2y x c) 2

1

( ) 41 1ln 2

( ) 36 6

f xdx

g x



144) Madrid. EVAU Ordinaria 2020. B.2. Calificación máxima: 2.5 puntos.

Sea la función

2

3

1 1( )

1 1

x si xf x

x si x

a) (0.5 puntos) Estudie su continuidad en [–4; 4].

b) (1 punto) Analice su derivabilidad y crecimiento en [–4; 4].

c) (1 punto) Determine si la función ´g x f x está definida, es continua y es derivable en x = 1.

Solución: a) La función es continua en todo su dominio y en particular en [–4, 4]. b) La función es derivable

y decrece en 4,1 y crece en 1,4 . c) La función g(x) es continua. No es derivable en x = 1.

145) Madrid. EVAU Julio 2019. Opción A. Ejercicio 2 :

a) (1.25 puntos) Sean f y g dos funciones derivables de las que se conocen los siguientes datos:

f(1) = 1; f ´(1) = 2; g(1) = 3; g ´(1) = 4:

Dada 21h x f x , use la regla de la cadena para calcular h ´(0). Dada

( )

( )

f xk x

g x , calcule

´ 1k .

b) (1.25 puntos) Calcule la integral 4 3

cossenx x dx . (Se puede usar el cambio de variables

t sen x .)

Solución: a) h ´(0)=4; k ´(1)=2/9. b) 5 7

5 7

sen x sen xC

146) Madrid. EVAU Julio 2019. Opción B. Ejercicio 2 :

Un brote de una enfermedad se propaga a lo largo de unos días. El número de enfermos t días después

de iniciarse el brote viene dado por una función F(t) tal que 2´ 10 –F t t t .

a) (1 punto) Sabiendo que inicialmente había 6 personas afectadas, calcule la función F(t).

b) (1 punto) Calcule cuántos días después de iniciarse el brote se alcanza el número máximo de

enfermos y cuál es ese número.

c) (0.5 puntos) Calcule, usando el teorema de Bolzano, cuántos días dura el brote.

Solución: a) 3 4

( ) 20 63 4

t tF t b) Al cabo de 10 días se alcanza el máximo de enfermos, y esta cantidad

es 839 enfermos.c) El brote acaba a los 14 días.

147) Madrid. EVAU Junio 2019. Opción A. Ejercicio 2:

Dada ln

( )x

f xx

, donde ln denota el logaritmo neperiano, definida para x > 0, se pide:

a) (0.5 puntos) Calcular, en caso de que exista, una asíntota horizontal de la curva y = f(x).

b) (1 punto) Encontrar un punto de la curva y = f(x) en el que la recta tangente a dicha curva sea

horizontal y analizar si dicho punto es un extremo relativo.

c) (1 punto) Calcular el área del recinto acotado limitado por la curva y = f(x) y las rectas 0y y

x e .

Solución: a) 0y b) máximo relativo en x = e c) 1/2 u2.

148) Madrid. EVAU Junio 2019. Opción B. Ejercicio 2:

Dada la función 2 4( ) 4f x x x , se pide:



a) (0.5 puntos) Determinar su dominio.

b) (1.5 puntos) Determinar sus intervalos de crecimiento y de decrecimiento.

c) (0.5 puntos) Calcular los limites laterales 0

( )limx

f x

x ;

0

( )limx

f x

x

Solución: a) 2, 2 b) Crece en –2, – 2 0, 2 y decrece en – 2,0 2,2 c) 0

( )lim 2x

f x

x .

0

( )lim 2x

f x

x

149) Madrid. EVAU Julio 2018. B.2. El dibujo adjunto

muestra la gráfica de una función y = f(x). Usando la

información de la figura, se pide:

a) Indicar los valores de f(–1) y f´(1).

b) Justificar, usando límites laterales, si f es continua en

los puntos x = –1 y x = 0.

c) Determinar el valor de 0

2( )f x dx

Solución: a) f(–1)=1 y f´(1)=0 b)En x=-1 es continua

pues los limites laterales valen 1 1

lim ( ) lim ( ) 1x x

f x f x

y

en x=0 no es continua pues sus límites laterales son distintos 0

lim ( ) 0x

f x

y0

lim ( ) 1x

f x

c) La integral pedida es el área del triángulo que tiene base 2 y altura 1 y por tanto área=1 u2

150) Navarra. EvAU Extraordinaria 2020. P3) Calcula las integrales indefinidas:

2

7

6

xdx

x x

(1.25 puntos)

2 sin 2 1xe x dx (1.25 puntos)

Solución: 2

7ln 2 2ln 3

6

xdx x x C

x x

2

2 sin 2 1 sin 2 1 cos 2 14

xx e

e x dx x x C

151) Navarra. EvAU Extraordinaria 2020. P7) Calcula los extremos absolutos de la función

( ) ·sinxf x e x en el intervalo 1

,22

. Menciona el resultado teórico empleado y justifica su uso.

(2.5 puntos)

Solución: El máximo relativo 3

4x es máximo absoluto en el intervalo

1,2

2

. El mínimo relativo 7

4x

también lo es absoluto.

152) Navarra. EvAU Extraordinaria 2020. P8) Sean las funciones ( ) 12

xf x y ( ) 2 2g x x .

Encuentra los dos puntos en los que se cortan sus gráficas, y calcula el área de la región del plano

encerrada entre ambas gráficas. (2.5 puntos)

Solución: Se cortan en (6, 4) y en (2, 2). 24

3Área u



153) Navarra. EvAU Ordinaria 2020. P3) Calcula los siguientes límites

2

1

1

3lim 2 sin

2

x x

x

x

(1.25 puntos) 4 2 4lim 1 7

xx x x

(1.25 puntos)

Solución: 2

1

1

3lim 2 sin 1

2

x x

x

x

4 2 4 1

lim 1 72x

x x x

154) Navarra. EvAU Ordinaria 2020. P8) Encuentra los dos puntos en que se cortan las gráficas de

estas dos funciones:

( ) sinf x x y 2( )g x x x

Calcula el área de la región del plano encerrada entre ambas gráficas. (2.5 puntos)

Solución: Se cortan en x = 0 y x = 1. 20,47Área u

155) Navarra. EvAU Julio 2019. A4) Encuentra los tres puntos en que se cortan las gráficas de las

funciones 1 cos f x x y 2

2

2( ) 2

xg x

. Calcula el área de la región del plano encerrada entre

ambas gráficas. (3 puntos).

Solución: x ; x y 0x . Área= 2

3

156) Navarra. EvAU Julio 2019. B3) Calcula el valor del parámetro real a para que la siguiente

función sea continua en todo R :

2log 9 1

( ) cos2 1

· 1

x x

xf x

xa x

( 2 puntos)

Solución:2

a

157) Navarra. EvAU Junio 2019. A3) Calcula la derivada de las siguientes funciones y simplifica el

resultado:

1 cos 2

( ) lnsin 2

xf x

x

(1 punto)

1

( )

x

g xx

(1 punto)

Solución: 1

(́ )2

f xsin x

; (́ ) 1 lnxg x x x

158) Navarra. EvAU Junio 2019. B4) Encuentra los dos puntos en que se cortan las gráficas de las

funciones ( ) 5f x x y 2

( )2

g xx

y calcula el área de la región del plano encerrada entre ambas

gráficas. (3 puntos)

Solución: Se cortan en P(3, 2) y Q(4, 1). Área = 21,5 2ln2 0,11u



159) Navarra. EvAU Junio 2018. A.3. Calcula el valor de las siguientes integrales:

a) cos3 3xe sen x dx

b) 2

2

1 cos

sen xdx

x

Solución: a) cos3

3

xeK b) 2ln(1 cos )x K

160) País Vasco. EAU Extraordinaria 2020. Ejercicio A3

Sea f la función definida como sigue:

2

2 3 , 2

4, 2

ax x xf x

x bx x

Calcular a y b razonadamente, sabiendo que f es derivable en toda la recta real.

Solución: Los valores buscados son: a = 2 y b = –7.

161) País Vasco. EAU Extraordinaria 2020. Ejercicio B3

Estudiar los intervalos de crecimiento y decrecimiento de la función 2 2( ) xf x x e .

Encontrar sus extremos.

Solución: La función crece en , 1 0, y decrece en 1,0 .Tiene un punto máximo en x = –1 y

un mínimo en x = 0.

162) País Vasco. EAU Extraordinaria 2020. Ejercicio A4

Representar la región finita del plano limitada por la curva 23y x y por la recta 2y x . Calcular

su área.

Solución: 232

10.663

Área u

163) País Vasco. EAU Extraordinaria 2020. Ejercicio B4 Explicar en qué consiste el método de integración por partes y aplicarlo para

calcular la integral cos(3 )x x dx

Solución: (3 ) cos(3 )

cos(3 )3 9

xsen x xx x dx C

164) País Vasco. EAU Ordinaria 2020. Ejercicio A3

Dada la función 3 2f x ax bx c , obtener los valores de a, b y c para que su gráfica pase por (0, 2)

y tenga un extremo en (1, –1). ¿Tiene f más extremos?

Solución: a = 6; b = –9; c = 2. En x = 0 hay un máximo relativo.

165) País Vasco. EAU Ordinaria 2020. Ejercicio B3

Sea 2 9f x x , y P el punto exterior a su gráfica de coordenadas P = (0, 0). Calcular

razonadamente la (o las) tangentes a la gráfica de f que pasan por el punto P.

Solución: 6y x ; 6y x



166) País Vasco. EAU Ordinaria 2020. Ejercicio A4

Dibujar la región encerrada por 2( ) 2 1f x x x y 2( ) 5g x x , y calcular el área de dicha región.

Solución: 29Área u

167) País Vasco. EAU Ordinaria 2020. Ejercicio B4

Calcular las integrales indefinidas I y J explicando los métodos usados para su resolución.

2cos(2 ) ,

2 3

dxI x x dx J

x x

Solución: 2 cos(2 )

2 4

xsen x xI C 1 1

ln 1 ln 34 4

J x x C

168) País Vasco. EAU Julio 2019. Ejercicio A3

Sea f la función 3 2( )f x x Ax Bx C .

a) Obtener los valores de A, B y C para que su gráfica contenga al punto P(0,1) y para que f tenga un

mínimo local en el punto Q(2,0).

b) ¿La función obtenida tiene otros máximos o mínimos locales?

Solución: a) A = –15/4; B = 3; C = 1 b) En x = 1/2 hay un máximo local.

169) País Vasco. EAU Julio 2019. Ejercicio A4

Sea R el recinto del plano limitado por las curvas 3y x x y por 2y x .

Dibujar R y calcular su área.

Solución: Área= 29

8u

170) País Vasco. EAU Julio 2019. Ejercicio B3

Estudiar los intervalos de crecimiento y decrecimiento y los extremos de la función 3 2( ) 3 2f x x x . Representar f.

Solución: La función crece en , 2 0, y decrece en 2,0 . Tiene un máximo local en x = –2

y un mínimo local en x = 0.

171) País Vasco. EAU Julio 2019. Ejercicio B4

Calcular

8 7

1 3

xdx

x x

explicando el método seguido para dicho cálculo.



Solución:

8 7 1 17ln 1 ln 3

1 3 2 2

xdx x x C

x x

172) País Vasco. EAU Junio 2019. Ejercicio A3

Dada la función 2( ) 64f x x y el punto exterior a su gráfica P(6,0), encontrar la recta o rectas

tangentes a f que pasen por P.

Solución: Las rectas tangentes son: 8 48y x ; 32 192y x

173) País Vasco. EAU Junio 2019. Ejercicio A4

Calcula 4xxe dx

, explicando el proceso utilizado para dicho cálculo.

Solución: 4 4

4

4 16

x xx xe e

xe dx C

174) País Vasco. EAU Junio 2019. Ejercicio B3

Sea f la función 2 4( ) xf x x e . Calcular la primera y la segunda derivada de f. Hallar los máximos y

mínimos de f.

Solución: 4 2 4 2 4 4 4(́ ) 2 4 ´́ ( ) 16 16 2x x x x xf x xe x e f x x e xe e . x = 0 es mínimo; x = 1/2 es

máximo.

175) País Vasco. EAU Junio 2019. Ejercicio B4

Representar el recinto finito del plano limitado por la recta 2y x y por la parábola 2y x .

Calcular su área.

Solución: Área = 9/2 u2.

176) País Vasco. EAU Junio 2018. A.5. De todos los números positivos x e y tales que 10x y

encontrar aquellos cuyo producto 2 P x y es máximo.

Solución: 20/3 y 10/3.

177) País Vasco. EAU Junio 2018. B.3. Dada la función 2

2

3( )

4

xf x

x

, se pide:

a) Las asíntotas de f

b) Hallar los intervalos en donde es creciente y en donde es decreciente

c) ¿Tiene extremos la función f?. En caso afirmativo ¿en qué puntos?

Solución: a) x=2; x=–2; y=1 b) Crece (–∞, 0) Decrece (0, +∞) c) Máximo en x=0

178) País Vasco. EAU Junio 2018. B.4. Representar el recinto plano limitado por xy e , xy e y

por la recta x = 1. Calcular su área

Solución:2

22 1e eÁrea u

e



179) Valencia. PAU Extraordinaria 2020. Problema 3. Dada la función 2

( )1

xf x

x

, obtener

razonadamente, escribiendo todos los pasos del razonamiento utilizado:

a) El dominio de definición y las asíntotas de la función 𝑓. (3 puntos)

b) Los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como la representación gráfica de la función.

(3+1 puntos)

c) El valor de

3

2

( )f x dx . (3 puntos)

Solución: a) El dominio es , 1 1, . Las asíntotas verticales son 1x y 1x . Las asíntotas

horizontales son 1y en +∞ e 1y en –∞. b) La función siempre decrece.

c) 8 3

180) Valencia. PAU Extraordinaria 2020. Problema 6. Los vértices de un triángulo son A(0, 12),

–5, 0B y C(5, 0). Se desea construir un rectángulo inscrito en el triángulo anterior, de lados

paralelos a los ejes coordenados y dos de cuyos vértices tienen coordenadas (–x, 0), (x, 0), siendo

0 5x . Los otros dos vértices están situados en los segmentos AB y AC.

Obtener razonadamente, escribiendo todos los pasos del razonamiento utilizado:

a) La expresión f(x) del área del rectángulo anterior. (4 puntos)

b) El valor de x para el cual dicha área es máxima y las dimensiones del rectángulo obtenido. (3 puntos)

c) La proporción entre el área del rectángulo anterior y el área del triángulo. (3 puntos)

Solución: a) 22424

5Área x x x . b) El rectángulo de base 5 unidades y altura 6 unidades tiene área

máxima de 30 unidades cuadradas. c) El rectángulo tiene de área la mitad del triángulo.

181) Valencia. PAU Ordinaria 2020. Problema 3. Se da la función real 𝑓 definida por

2

2

1( )

1

xf x

x x

.


a) El dominio y las asíntotas de la función 𝑓. (3 puntos)

b) La integral ( )f x dx , así como la primitiva de f(𝑥) cuya gráfica pasa por el punto (2, 0). (3+1

puntos)

c) El área de la región limitada por la curva 𝑦=(𝑥) y las rectas 𝑦 = 0, 𝑥 = 2, 𝑥 = 4. (3 puntos)



Solución: a) El dominio de la función es 0,1 . 0x y 1x son asíntotas verticales. 0y es asíntota

horizontal. b) 2 1

( ) ln ln 1F x x x Kx

. La primitiva buscada es 2

2 1 1 1( ) ln

2

xF x

x x

. c)

29 1ln 1.254

2 4Área u

182) Valencia. PAU Ordinaria 2020. Problema 6. En un triángulo isósceles, los dos lados iguales

miden 10 centímetros cada uno.


a) La expresión del área (𝑥) del triángulo, en función de la longitud 𝑥 del tercer lado. (4 puntos)

b) Los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de la función (𝑥), 0 ≤ 𝑥 ≤ 20. (4 puntos)

c) La longitud 𝑥 del tercer lado para que el área del triángulo sea máxima y el valor de esta área.

(2 puntos)

Solución: a) 2400

4

x xÁrea x

. b) En 0, 200 la función crece y en 200,20 decrece.

c) En 200x hay un máximo relativo del área del triángulo. Dicho valor máximo es 250 cm

183) Valencia. PAU Julio 2019. Problema A.3. Se da la función real ℎ definida por 3 2

2

5 3( )

2 5

x x xh x

x x

.


a) El dominio de la función ℎ. Los límites lim ( )x

h x

y 0

lim ( )x

h x

. (1 + 2 puntos)

b) La asíntota de la curva y h x . (2 puntos)

c) La primitiva de la función ℎ (es decir, ( )h x dx ) y el área de la superficie encerrada entre las rectas

y = 0, x = 1, x = 5 y la curva y h x . (3 + 2 puntos)

Solución: a) El dominio es . lim ( )x

h x

y 0

3lim ( )

5xh x

b) 1y x

c) 2

2ln 2 52

xx x x C . Área = 28 ln5 u

184) Valencia. PAU Julio 2019. Problema B.3. Un proyectil está unido al punto (0, 2) por una cuerda

elástica y tensa. El proyectil recorre la curva 24y x de extremos (−2,0) y (2,0).


a) La función de la variable x que expresa la distancia entre un punto cualquiera 2( ,4 – )x x de la curva 24y x y el punto (0, 2). (2 puntos)

b) Los puntos de la curva 24y x a mayor distancia absoluta del punto (0,2) para −2 ≤ x ≤ 2.

(2 puntos)

c) Los puntos de la curva 24y x a menor distancia absoluta del punto (0, 2) para −2 ≤ x ≤ 2.

(2 puntos)

d) El área de la superficie por la que se ha movido la cuerda elástica, es decir, el área comprendida

entre las curvas 24y x e 2y x cuando −2 ≤ x ≤ 2. (4 puntos)

Solución: a) 4 2( ) 3 4f x x x b) En los puntos (2,0) y en ( –2,0). c) 3 5

,2 2

y 3 5,

2 2

d) 20/3 u2



185) Valencia. PAU Junio 2019. Problema A.3. Se considera la función 2

( ) xf x xe .

Obtener razonadamente, escribiendo los pasos del razonamiento utilizado:

a) Las asíntotas, intervalos de crecimiento y de decrecimiento, así como los máximos y mínimos

relativos de la función ( )f x . (3 puntos)

b) La representación gráfica de la curva ( )y f x . (2 puntos)

c) El valor del parámetro a para que se pueda aplicar el teorema de Rolle en el intervalo 0,1 a la

función ( ) ( )g x f x ax . (1 punto)

d) El valor de las integrales indefinidas ( )f x dx , xxe dx

. (4 puntos)

Solución: a) La asíntota horizontal es 0y . La función presenta un mínimo en 1

2x y un máximo en

1

2x . Decrece en los intervalos 1

,2

y 1,

2

. Crece en el intervalo 1 1,

2 2

b) c) 1

ae

d)

21( )

2

xf x dx e C .

x x xxe dx xe e C

186) Valencia. PAU Junio 2019. Problema B.3. Las coordenadas iniciales de los móviles A y B son

(0,0) y (250,0), respectivamente, siendo 1 km la distancia del origen de coordenadas a cada uno de los

puntos (1,0) y (0,1).

El móvil A se desplaza sobre el eje OY desde su posición inicial hasta el punto 375

0,2

con

velocidad de 30 km/h y , simultáneamente, el móvil B se desplaza sobre el eje OX desde su posición

inicial hasta el origen de coordenadas con velocidad de 40 km/h.

Obtener razonadamente, escribiendo los pasos del razonamiento utilizado:

a) La distancia f t entre los móviles A y B durante el desplazamiento, en función del a tiempo t en

horas desde que comenzaron a desplazarse. (2 puntos)

b) El tiempo T que tardan los móviles en desplazarse desde su posición inicial a su posición final, y los

intervalos de crecimiento y de decrecimiento de la función f a lo largo del trayecto. (4 puntos)

c) Los valores de t para los que la distancia de los móviles es máxima y mínima durante su recorrido y

el valor de dicha distancia. (4 puntos)

Solución: a) 2( ) 50 8 25f t t t b) El móvil A tarda 6 horas y cuartoT

El móvil B tarda 6 horas y cuartoT . La función decrece de 0 a 4 horas y crece de 4 a 6,25 horas

c) La distancia es mínima en t = 4 horas y esa distancia es de 150 km. La distancia máxima se produce a las

0 h (al comenzar) y es de 250 Km.


Análisis en la EBAU de Murcia 135

Ejercicios de Análisis en pruebas EBAU de Murcia

Extraordinaria 2020

3: Calcule los siguientes límites:

a) [1,25 p.]

0

ln 3 ln 3lim

2x

x x

x

b) [1,25 p.] lim 1 2x

x x

Solución: a) 1/3 b) 0

4: a) [2 p.] Calcule la integral indefinida 2ln 1 x dx .

b) [0,5 p.] Calcule la integral definida 1

2

0

ln 1 x dx .

Solución: a) 2 2ln 1 ln 1 2 2 ( ) Kx dx x x x arctg x b) 1

2

0

ln 1 2 ln 22

x dx

Ordinaria 2020

3: [2,5 p.] De entre todos los triángulos rectángulos cuya hipotenusa mide 4 metros, determine las

dimensiones de aquel cuya área es máxima. ¿Cuál es el valor de dicha área máxima?

Solución: Un triángulo rectángulo con área máxima tiene catetos iguales a 8 e hipotenusa 4.

Ese área máxima tiene un valor de 24 u .

4: a) [2 p.] Calcule la siguiente integral indefinida 1

xdx

x .

b) [0,5 p.] Determine el área del recinto limitado por el eje OX, la gráfica de la función

( )1

xf x

x

y la recta vertical 1x .

Solución: a) 2

2 ln 11

xdx x x x C

x

b)

21 ln4 0,38Área u

Septiembre 2019

A.2:

a) [1,5 p.] Calcule los extremos relativos (máximos y mínimos) de 2 2

( )x

x xf x

e

, definida para

todo valor de x . Determine también los intervalos de crecimiento y decrecimiento de ( )f x .

b) [1 p.] Calcule 0

1 1lim

1xx x e

.

Solución: a) La función tiene un mínimo relativo en 2x y un máximo relativo en

2x . La función decrece en , 2 2, y crece en 2, 2 . b)1/2



B.2:

a) [1 p.] Calcule la integral indefinida 1

xdx

x.

b) [0,5 p.] Determine la primitiva de 1

x

xque pasa por el punto (1,2).

c) [1 p.] Calcule el límite lim1x

x

x .

Solución: a) 2 21

xdx x arctg x

x

b) 2 2

2F x x arctg x

c) 0

Junio 2019

A.2:

a) [1,5 p.] Calcule la siguiente integral indefinida 2 cosx x dx .

b) [1 p.] Determine el área del recinto limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y

x , y la gráfica de la función 2( ) cosf x x x .

Solución: a) 2 2cos · 2 ·cos 2x x dx x senx x x senx K b)

222 4

2u

B.2: Considere un triángulo isósceles cuya base de 12 cm es el lado desigual y cuya altura es de 5 cm.

Se quiere determinar un punto A situado sobre la altura a una distancia x de la base de manera que

la suma de las distancias del punto A a los tres vértices del triángulo sea mínima. Observe la

figura:

a) [0,5 p.] Demuestre que la suma de las distancias del punto A a los tres vértices del triángulo

viene dada por la expresión: 2( ) 5 2 36f x x x

b) [1,5 p.] Calcule el valor de x para que la suma de las distancias sea mínima.

c) [0,5 p.] Calcule dicha cantidad mínima.

Solución: b) 12x c) ( 12) 5 6 3f

Septiembre 2018

CUESTIÓN A.2: Calcule los siguientes límites:

a) [1 p.] 2 2lim 2 2x

x x

.

b) [1 p.]

0

ln coslimx

x senx

x

.

Solución: a) 0 b) 1 CUESTIÓN A.3:



a) [1 p.] Calcule la siguiente integral indefinida cos xsenx e dx

b) [0,5 p.] Determine el área del recinto limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y

/ 2x , y la gráfica de la función cos( ) xf x senx e .

Solución: a) cos( ) xF x e K b) 1Área e

CUESTIÓN B.2: [2 p.] Considere la función 2( ) 18f x x x con 4 4x .

a) [1 p.] Calcule la derivada de ( )f x y determine sus puntos críticos.

b) [1 p.] Justifique si la función ( )f x tiene algún máximo o mínimo.

Solución: a) 2

2

18 2'( )

18

xf x

x

, sus puntos críticos son x=–3 y x=3

b ) x =–3 es mínimo y x=3 es máximo CUESTIÓN B.3:

a) [1 p.] Calcule la siguiente integral indefinida lnx x dx

b) [0,5 p.] Determine la primitiva de la función ( ) lnxf x x que pasa por el punto de

coordenadas (1, 0).

Solución: a) 2 2·ln

( )2 4

x x xF x K b)

2 2·ln 1( )

2 4 4

x x xF x

Junio 2018

CUESTIÓN A.2:

a) [1,5 p.] Descomponga el número 10 en dos sumandos positivos de manera que la suma de uno

de ellos más el doble del logaritmo (neperiano) del otro sea máxima.

b) [0,5 p.] Calcule dicha suma máxima.

Solución: a) Los números son 2 y 8 b) La suma máxima es 9,386. CUESTIÓN A.3:

a) [1 p.] Calcule la siguiente integral indefinida 22 1

xdx

x

b) [0,5 p.] Determine el área del recinto limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y

2x , y la gráfica de la función 2

( )2 1

xf x

x

.

Solución: a) 212 1

2x C b) Área=1 u

2.

CUESTIÓN B.2: [2 p.] Considere la función dada por:



0( )

0

axe si xf x

a bsenx si x

Determine los valores de los parámetros a y b para los cuales la función f(x) es continua y

derivable en x = 0.

Solución: a=b=1 CUESTIÓN B.3:

a) [1 p.] Calcule la siguiente integral indefinida xxe dx

b) [0,5 p.] Determine la primitiva de la función ( ) xf x xe que pasa por el punto de

coordenadas (0, 1).

Solución: a) ( ) · x xF x x e e C b) ( ) · 2x xF x x e e

Septiembre 2017


a) [1 punto] 1

lim3

x

x

x

x

.

b) [1 punto] 1

1 1lim

ln 1x x x

.

Solución: a) 4e

b) 1

2

CUESTIÓN A.4:

a) [1,5 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida 2

2

cos

1

x sen xdx

sen x .

b) [0’5 puntos] Obtenga una primitiva F x de la función 2

2

cos

1

x sen x

sen xque cumpla la condición

12

F

.

Solución: a) ( ) ( ) CF x senx arctg senx b) ( ) ( )4

F x senx arctg senx

CUESTIÓN B.3: Dada la función 2

( ) xf x xe se pide:

a) [0,5 puntos] Calcular lim ( )x

f x

b) [1,5 puntos] Determinar los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como los extremos relativos de la función.



Solución: a) 0 b) f(x) es decreciente en 1 1

, ,2 2

y es creciente en el

intervalo 1 1

,2 2

. Presenta un mínimo relativo en 1

2x y un máximo relativo en

1

2x

CUESTIÓN B.4: [2 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida

2

2

ln 1 xdx

x

.

Solución: 2ln(1 )

( ) 2x

F x arctgx Cx

Junio 2017


a) [1 punto] 4

1 4lim

42x xx

.

b) [1 punto] 0

coslimx

senx x x

x senx

.

Solución: a) 1

4 b) 2

CUESTIÓN A.4:


xxsen dx

.

b) [0’5 puntos] Determine el área del recinto limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y

1x , y la gráfica de la función ( )2

xf x xsen

Solución: a) 2

2 4( ) cos

2 2

x x xF x sen C

b) 2

2

4 uÁrea

CUESTIÓN B.3: [2 puntos] La producción mensual de una fábrica de bombillas viene dada por P=2LK2 (en millones), donde L es el coste de la mano de obra y K es el coste del equipamiento (en millones de euros). La fábrica pretende producir 8 millones de unidades al mes. ¿Qué valores de L y K minimizarían el coste total L+ K?

Solución: Los valores para los que se minimiza el coste son K = 2 millones de euros y L = 1 millón de

euros



CUESTIÓN B.4: [2 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida 2 6

xdx

x x .

Solución: 2 3

( ) ln 2 ln 35 5

F x x x C

Septiembre 2016

CUESTIÓN A.3: Dada la función

21

2( )

x

xf x

e

se pide: a) [1 punto] Estudie las asíntotas de la gráfica de f (x). b) [1,5 puntos] Determine los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como los extremos

relativos de la función.

Solución: a) No tiene asíntota vertical ni oblicua y la horizontal es y=0 b) La función es

decreciente en el intervalo 1

,2

, creciente en 1 1

,2 2

y decreciente en

1,

2

. La función presenta un mínimo en

1

2x y un máximo en

1

2x

CUESTIÓN A.4:

a) [1,5 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida

2

1

x

x

edx

e .

b) [1 punto] Determine el valor de a > 0 para que

20

1

41

xa

x

edx

e

Solución: a) 1

(x)1 x

F Ce

b) a = ln3

CUESTIÓN B.3: Considere la función dada por

2

ln 1 0( )

0x

a x si xf x

x e si x

a) [1,5 puntos] Calcule lim ( )x

f x

y lim ( )x

f x

b) [1 punto] Determine el valor de a para que la función sea continua en todo .

Solución: a) +∞; 0 b) a=0

CUESTIÓN B.4:


2

1

1

x xdx

x



b) [1 punto] Obtenga una primitiva F(x) de la función

3

2

1( )

1

x xf x

x

que cumpla la condición

F(0) = 2.

Solución: a) 2

( )2

xF x arctgx C b)

2

( ) 22

xF x arctgx

Junio 2016


a) [1,25 puntos] 0

4 4lim

4x

x x

x

.

b) [1,25 puntos]

22

1lim

cosx

senx senx

x

.

Solución: a)1

8 b)

1

2

CUESTIÓN A.4:

a) [1,5 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida

2

2

2 1

1

xdx

x x

.

b) [1 punto] Determine el área del recinto limitado por el eje OX, las rectas verticales 0x y

2x , y la gráfica de la función

2

2

2 1( )

1

xf x

x x

Solución: a) 2

1( )

1F x

x x

b) 26

7u

CUESTIÓN B.3: El número de personas, medido en miles, afectadas por una enfermedad infecciosa

viene dado por la función2

90( )

2 9

xf x

x x

, donde x es el tiempo transcurrido, medido en días, desde

que se inició el contagio.

a) [0,5 puntos] ¿Cuál es el número de personas enfermas el cuarto día?

b) [1,5 puntos] ¿Qué día se alcanza el máximo número de personas enfermas? ¿Cuál es ese

número máximo?

c) [0,5 puntos] ¿Puede afirmarse que la enfermedad se irá erradicando con el paso del tiempo?

Razone la respuesta. (Indicación: calcule el límite de f (x) cuando x y observe qué

ocurre.)

Solución:

a) 10909 personas aproximadamente b) El día 3, con 11250 personas c) Si, el límite es 0.

CUESTIÓN B.4:



a) [1,5 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida 2 xx e dx .

b) [1 punto] Obtenga una primitiva F(x) de la función 2( ) xf x x e que cumpla la condición

(0) 1F .

Solución: a) 2( ) · 2 · 2x x xF x x e x e e C b) 2( ) · 2 · 2 1x x xF x x e x e e

Septiembre 2015

CUESTIÓN A.3: Observación: Los apartados a) y b) de este ejercicio son absolutamente independientes y se pueden resolver en el orden que se quiera. Calcule los siguientes límites:

a) [1,25 puntos]

2 5

36lim

1

x

x

x

x

x

b) [1,25 puntos] 20

1 1limx x x

Solución: a) 7e

b) +∞

CUESTIÓN A.4:

a) [2 puntos] Calcule la integral indefinida 2tg x dx

b) [0,5 puntos] De todas las primitivas de la función 2( ) ( )f x tg x , encuentre la que pasa por el

punto de coordenadas / 4,1 .

Solución: a) ( )F x tgx x C b) ( )4

F x tgx x

CUESTIÓN B.3: Observación: Los apartados a) y b) de este ejercicio son absolutamente

independientes y se pueden resolver en el orden que se quiera.

Calcule los máximos y los mínimos de las siguientes funciones:

a) [1 punto] · , co( ) ( n 0)f x x ln x x .

b) [1,5 puntos] 2

g( ) , con x x

xx

e

Solución: a) x = e-1

es un punto mínimo b) x = 0 es mínimo y x=2 es máximo

CUESTIÓN B.4:

a) [2 puntos] Calcule la integral indefinida 2( )1ln x dx

b) [0,5 puntos] De todas las primitivas de la función 2( ) ( )1f x ln x , encuentre la que pasa por

el punto de coordenadas (0, −2)

Solución: a) 2( ) · ( )1 2 2F x x x ar t Cn xl x c g b) 2( ) · ( ) 2 2 21F x x x arctln xx g



Junio 2015

CUESTIÓN A.3:

a) [1 punto] Calcule

1

20

2lim

1

x

x x

e

e

.

b) [1,25 puntos] Calcule

1

20

2lim

1

x

x x

e

e

c) [0,25 puntos] ¿Es continua la función

1

2

2( )

1

x

x

ef x

e

en x = 0? Justifique la respuesta.

Solución: a) 2 b) 0 c) No es continua

CUESTIÓN A.4:

a) [2 puntos] Calcule la integral indefinida 2 xarctgx dx .

b) [0,5 puntos] De todas las primitivas de la función 2( )f x xarctgx , encuentre la que pasa por

el punto de coordenadas (0,−2).

Solución: a) 2( ) ·F x x arctgx x arctgx K b) 2( ) · 2F x x arctgx x arctgx

CUESTIÓN B.3: [2,5 puntos] Considere la función dada por 2

2

3 1( )

ln( ) 1

x ax si xf x

x b si x

Determine los valores de los parámetros a y b para los cuales la función ( )f x es continua y

derivable en todo .

Solución: a=0 y b=2

CUESTIÓN B.4: Considere el recinto limitado por la gráfica de las funciones 2( )f x senx y

( )g x tgx en el primer cuadrante del plano XY, que está representado en la figura adjunta.

a) [0,75 puntos] Determine los puntos de corte de dichas gráficas.



b) [1,75 puntos] Calcule el área de dicho recinto.

Solución: a) Los puntos de corte del dibujo son (0,0 3)3

,y

b) 21 2 Área ln u

Septiembre 2014

CUESTIÓN A.3: [2,5 puntos] Dada la función ( )f x ax b x , determine los valores de los

parámetros a y b sabiendo que f (x) cumple las siguientes propiedades:

a) f (x) alcanza su máximo en el punto de abscisa x = 100;

b) La gráfica de f (x) pasa por el punto (49,91).

Solución: Los valores de las variables son a = –1 y b = 20

CUESTIÓN A.4:

a) [2 puntos] Calcule la integral indefinida arctgx dx , donde arctgx denota la función arco-

tangente de x.

b) [0,5 puntos] De todas las primitivas de la función f (x) = arctgx, encuentre la que pasa por el

punto de coordenadas (0,3).

Solución: a) 21( ) · ln 1

2F x x arctgx x K b) 21

( ) · ln 1 32

F x x arctgx x

CUESTIÓN B.3: Calcule los siguientes límites:

a) [1 punto] 2 23

lim5 2x

x x

x x

b) [1,5 puntos]

21

ln 1lim

1x

x x x

x

Solución: a) 3 b) 1

2

CUESTIÓN B.4:

a) [1,5 puntos] Encuentre una primitiva de la función ( )lnx

f xx

b) [1 punto] Calcule el área del recinto limitado por la gráfica de la función f (x) y el eje de

abscisas entre 1

xe

y x e

Solución: a)

2

2

lnxF x C b) 1 u

2

Junio 2014

CUESTIÓN A.3: Dada la función ( )xe

f xx

, se pide:

a) [0,5 puntos] Dominio de definición y cortes con los ejes.

b) [0,75 puntos] Estudio de las asíntotas (verticales, horizontales y oblicuas).



c) [0,75 puntos] Intervalos de crecimiento y decrecimiento. Extremos (máximos y mínimos).

d) [0,5 puntos] Representación gráfica aproximada.

Solución: a) 0Dom f . No hay puntos de corte con los ejes. b) x=0; y=0

c) La función es decreciente en el intervalo (-∞, 0)∪(0,1) y creciente en el intervalo (1, +∞). Tiene un mínimo en el punto (1, e)

d)

CUESTIÓN A.4:

a) [2 puntos] Calcule la integral indefinida tgx dx

b) [0,5 puntos] De todas las primitivas de la función ( )f x tgx , encuentre la que pasa por el

punto de coordenadas (0,2).

Solución: a) ( ) ln cosF x x C b) ( ) ln cos 2F x x

CUESTIÓN B.3: Dada la función ·( )f x x lnx x , se pide:

a) [1,25 puntos] Determine el punto de la gráfica de f para el cual la recta tangente es paralela

a la bisectriz del primer cuadrante. Calcule la ecuación de dicha recta.

b) [1,25 puntos] Determine el punto de la gráfica de f para el cual la recta tangente es paralela

al eje OX. Calcule la ecuación de dicha recta.

Solución: a) ; x e y x e b) 1; 1x y

CUESTIÓN B.4:

a) [1,5 puntos] Encuentre una primitiva de la función ( )f x xcosx .

b) [1 punto] Calcule el área del recinto limitado por la gráfica de la función ( )f x xcosx y

el eje de abscisas entre 0x y x .

Solución: a) ( ) · cosF x x senx x K b) 𝜋 u2



Septiembre 2013


a) [1 punto]

2 22

2

1lim

1

x

x

x

x

b) [1,5 puntos]

2

0lim

1 cosx

senx

x

Solución: a) e

2 b) 2

CUESTIÓN A.4:

a) [1,5 puntos] Encuentre una primitiva de la función 2 2( )

6

8f x

x x

b) [1 punto] Calcule el área del recinto limitado por la gráfica de la función ( )f x y el eje de

abscisas entre 2x y 0x

Solución: a) 2

F(x) ln4

xK

x

b) Área = ln 0'25

CUESTIÓN B.3: [2,5 puntos] Descomponga el número 48 como suma de dos números positivos de

tal manera que el producto de uno de ellos por el cubo del otro sea el mayor valor posible.

Solución: 12 y 36

CUESTIÓN B.4:

a) [2 puntos] Encuentre una primitiva de la función2( ) xf x x e .

b) [0,5 puntos] Calcule la siguiente integral definida

12

0

xx e dx

Solución: a) 2( ) 2 2xF x e x x b) e –2

Junio 2013

CUESTIÓN A.3: Dada la función

2

( )1

xf x

x

, se pide:

a) [0,25 puntos] Dominio de definición y puntos de corte con los ejes.

b) [1 punto] Estudio de las asíntotas (verticales, horizontales y oblicuas).





Solución: a) Dominio 1 b) 1 ; 1x y x c) Crece en el intervalo 2,, 0 y

decrece en el intervalo (0,2). Máximo en (0,0) y un mínimo en (2,4)

d)

CUESTIÓN A.4: [2,5 puntos] Calcule la siguiente integral indefinida 2

10

6dx

x x

Solución:

23

F(x) ln2

xC

x

CUESTIÓN B.3: Considere la función dada por

0 1

1 0

( ) x

xsi x

f x e

si x

a) [1 punto] Demuestre que la función es continua en todo .

b) [1,5 puntos] Determine si la función es derivable en x = 0 y, en caso afirmativo, calcule ’ 0f .

Solución: a) Es continua b) Es derivable en x = 0 y 1

'(0)2

f

CUESTIÓN B.4:

a) [1,5 puntos] Encuentre una primitiva de la función f (x) = arctgx.


abscisas entre x = 0 y x = 1.

Solución: a) 21( ) · ln 1

2F x x arctgx x C b) 2ln 2

4 2Área unidades

Septiembre 2012

CUESTIÓN A.3: Dada la función 1

( ) 11

xf x x

x

, se pide:



a) [0,75 puntos] Dominio de definición.

b) [0,5 puntos] Calcule 1

lim ( )x

f x

¿Es posible calcular también 1

lim ( )x

f x

? Justifique la

respuesta.

c) [1,25 puntos] Calcule lim ( )x

f x

.

Solución: a) Dominio , 1 1, b) +∞; No existe c) 1

CUESTIÓN A.4: [2,5 puntos]

De todas las primitivas de la función 2

( )1

x

x

ef x

e

, encuentre la que pasa por el punto de

coordenadas (0,1).

Solución: F( ) ln 1 ln 2x xx e e

CUESTIÓN B.3: [2,5 puntos] Considere la función dada por

2

2

3 si x(

0

1 si x)

0

x x a

x x bf x

b

Determine los valores de los parámetros a y b para los cuales f (x) es continua y derivable en todo .

Solución: a = –2 y b = –3

CUESTIÓN B.4: [2,5 puntos] Calcule el área comprendida entre la curva 2

3

6 2y

x

, el eje de

abscisas y las rectas verticales que pasan por los puntos de inflexión de dicha curva.

Solución: 3

unidades cuadradas6

Junio 2012

CUESTIÓN A.3: [2,5 puntos] Considere la función dada por 22 1

( )ln 1 1

x ax b si xf x

x si x

Determine los valores de los parámetros a y b sabiendo que f (x) cumple las siguientes propiedades

a) f (x) es continua en todo ;

b) f (x) tiene un extremo relativo en el punto de abscisa x = 0.

Solución: a=0 y b= –3 CUESTIÓN A.4:

a) [1,5 puntos] Encuentre una primitiva de la función 1

( )1

f xx

.





Solución: a) ( ) 2 2ln 1F x x x K b) 6 2ln4 unidades cuadradas

CUESTIÓN B.3: Dada la función 2 9

( )1

xf x

x

, se pide:

a) [0,5 puntos] Dominio de definición y cortes con los ejes.

b) [0,75 puntos] Estudio de las asíntotas (verticales, horizontales y oblicuas).



Solución: a) El dominio de la función es , 3 3, y corta el eje X en los puntos

A(-3, 0) y B(3, 0) b) Las asíntotas son y = 1; y = –1 c) Decrecimiento en

, 3 3,9 y Crecimiento en (9, +∞). El máximo relativo está situado en el punto

729,

8

d)

CUESTIÓN B.4:

a) [1,5 puntos] Encuentre una primitiva de la función

2

( )x

xf x

e



Solución: a) ( ) 2 2ln 1F x x x K b) 6 2ln4 unidades cuadradas

Septiembre 2011

CUESTIÓN A.3: Dada la función 3 26 8( )f x x x x , se pide:

a) Determine los puntos de la gráfica de f para los cuales la recta tangente es paralela a la

bisectriz del segundo cuadrante. [1.5 puntos]

b) Determine si, para alguno de dichos puntos, la recta tangente a la gráfica coincide con la

bisectriz del segundo cuadrante. [1 punto]

Solución: a) P(3,–3) y Q(1,3) b)Para el punto P(3,–3) su tangente es y=–x



CUESTIÓN A.4:

a) Calcule la integral indefinida 2

( )

1 cos ( )

sen xdx

x [1.5 puntos]

b) Evalúe la integral definida2

20

( )

1 cos ( )

sen xdx

x

[1 punto]

Solución: a) ( ) arc tg cos( )F x x K b) 4

CUESTIÓN B.3: Dada la función3( )f x x x , se pide:

a) Calcule la ecuación de la recta tangente a la gráfica de f en el punto (1,0).

[1.25 puntos]

b) Calcule los puntos de corte de dicha recta con la gráfica de f . [1.25 puntos]

Solución: a) y 2 x 2 b) Los puntos de corte son (1, 0) y (-2, 6)

CUESTIÓN B.4:

a) Calcule la integral indefinida 2 xx e dx . [1.5 puntos]

b) Evalúe la integral definida

12

0

xx e dx . [1 punto]

Solución: a) 2( ) · 2 · 2x x xF x x e x e e K b) e –2

Junio 2011


( )1

x

x

ef x

e

, se pide:

a) Estudiar si existen asíntotas verticales y calcular los límites laterales en caso de que las haya.

[1.25 puntos]

b) Estudiar si existen asíntotas horizontales y calcularlas en caso de que las haya. [1.25 puntos]

Solución: a) x=0; 0 0

1 2 1 2lim lim

1 0 1 0

x x

x xx x

e e

e e

b) y=1; y=–1

CUESTIÓN A.4:

a) Calcule la integral indefinida 1

xdx

x utilizando el método de cambio de variable (o método de

sustitución). [1 punto]

b) Calcule la integral definida 1

2

0ln 1 x dx , donde ln denota la función logaritmo neperiano,

utilizando el método de integración por partes. [1.5 puntos]



Solución: a) ( ) 2 ln 1F x x x x C b) 2 ln 22

CUESTIÓN B.3: Las manecillas de un reloj miden 4 y 6 cm; uniendo sus extremos se forma un

triángulo.

a) Demuestre que el área de dicho triángulo viene dada por la función A(x)=12sen(x), donde x denota el ángulo formado por las manecillas del reloj. [1.25 puntos] b) Determine el ángulo que deben formar las manecillas del reloj para que el área de dicho triángulo sea máxima ¿Cuál es el valor de dicha área máxima? Se puede utilizar el apartado a) aunque no se haya demostrado.[1.25 puntos]

Solución: a) senxsenx

Área 122

.4·6 b) Para

2

; Área =12 u2

CUESTIÓN B.4:

a) Dada la función 2

3

1

xf x

x

definida para los valores −1 < x < 1, determine los puntos de

corte de la recta y = 4x con la gráfica de f . [0.75 puntos]

b) Calcule el área del recinto limitado por la recta y = 4x y la gráfica de f . [1.75 puntos]

Solución: a) Los puntos de corte son: 2

1,0 xx b) 21 3 3

ln2 2 4

u

Septiembre 2010


1( )

4

xf x

x

, se pide:

i) Dominio y cortes con los ejes. [0.5 puntos] ii) Estudiar si existen asíntotas verticales y calcular los límites laterales. [0.5 puntos] iii) Estudiar si existen asíntotas horizontales u oblicuas y calcularlas. [0.5 puntos] iv) Intervalos de crecimiento y decrecimiento. Extremos. [0.5 puntos] v) Representación gráfica aproximada. [0.5 puntos]

Solución: i) El Dominio es 2, 2 ; P(0, 0’25) y Q(–1,0) ii)x=2; x=–2

iii) y=0 iv) Siempre es creciente. No tiene extremos v)



CUESTIÓN A.4: Enunciar el teorema fundamental del cálculo integral y calcular la integral siguiente:

2

2 9

xdx

x [2.5 puntos]

Solución: 9 9

( ) ln 3 ln 36 6

F x x x x C

CUESTIÓN B.3: Definición de derivada de una función en un punto. Demostrar que la derivada de la

función 2f x x es ’ 2f x x . [2.5 puntos]

Solución: Este tipo de ejercicios teóricos no aprendemos a hacerlos.

CUESTIÓN B.4: Calcular el área de la región delimitada por el eje x y la función f x x x .

[2.5 puntos]

Solución: 21

6u

Junio 2010

CUESTIÓN A.3: Dada la función 24f x x , se pide:

i) Dominio y cortes con los ejes. [0.5 puntos] ii) Estudio de simetrías y de regiones para el signo de f(x). [0.5 puntos] iii) Estudiar si existen asíntotas horizontales u oblicuas. [0.5 puntos] iv) Intervalos de crecimiento y decrecimiento. Extremos. [0.5 puntos] v) Representación gráfica aproximada. [0.5 puntos]

Solución: i) Dominio=R; punto de corte es P(0,2) ii) Es par. Siempre positiva iii) y=x; y=–x

iv) La función presenta un mínimo en x=0. Decrece en el intervalo ,0 y crece en 0,

v)



CUESTIÓN A.4: Calcular el área encerrada por las curvas 3 2 2 1f x x x x y 24 1g x x .

[2.5 puntos]

Solución: 21

2Área u

CUESTIÓN B.3: La vela mayor de un barco tiene forma de triángulo rectángulo. Sabiendo que la hipotenusa debe medir 6 metros, calcular sus dimensiones para que la superficie de la vela sea máxima. [2.5 puntos]

Solución: Las dimensiones de la vela con superficie máxima son de catetos 18x y m .

CUESTIÓN B.4: Calcular la integral siguiente:

1 2

2

02

xdx

x x .[2.5 puntos]

Solución:5ln 2

13


Orientaciones EBAU en Análisis 154

Orientaciones EBAU. Bloque de Análisis.

Cuestión 2. Bloque de análisis (2,5 puntos)

a) Cálculo de límites de funciones y resolución de indeterminaciones por los distintos métodos, incluyendo la regla de L'Hôpital.

Conoce las propiedades de las funciones continuas, y representa la función en un entorno de los puntos de discontinuidad.

Aplica los conceptos de límite y de derivada, así como los teoremas relacionados, a la resolución de problemas.

Aplica la regla de L'Hôpital para resolver indeterminaciones en el cálculo de límites.

Ejemplo

Calcule:

2 5

3

2

2

16lim , lim

1 cos

x

x

xx

senx senxx

x x

Ejemplo

Calcule:

2 2

0

ln coslim 2 2 , limx x

x senxx x

x

b) Aplicaciones de la derivada al estudio del crecimiento, decrecimiento, puntos críticos, máximos y mínimos de una función y a la resolución de problemas de optimización.

Aplica los conceptos de límite y de derivada, así como los teoremas relacionados, a la resolución de problemas.

Plantea problemas de optimización relacionados con la geometría o con las ciencias experimentales y sociales, los resuelve e interpreta el resultado obtenido dentro del contexto.

Ejemplo

Considere la función 2( ) 18f x x x con 4 4x .

a) Calcule la derivada de f(x) y determine sus puntos críticos. b) Justifique si la función f(x) tiene algún máximo o mínimo.

Ejemplo

Halle el rectángulo de mayor área que se puede inscribir en un triángulo rectángulo de lados 3, 4 y 5, siendo los lados del rectángulo paralelos a los catetos de dicho triángulo.


Orientaciones EBAU en Análisis 155

c) Cálculo de primitivas mediante métodos básicos, incluyendo el método de cambio de variables (o método de sustitución) y el método de integración por partes. Se incluyen las integrales racionales que no precisen del método de descomposición en fracciones simples.

Aplica los métodos básicos para el cálculo de primitivas de funciones.

Ejemplo

Calcule la integral indefinida tan x dx . De todas las primitivas de la función f x tan x ,

encuentre la que pasa por el punto de coordenadas (0, 1).

d) Aplicación de la regla de Barrow al cálculo de integrales definidas de los modelos anteriores y al cálculo de áreas de regiones planas sencillas.

Calcula el área de recintos limitados por rectas y curvas sencillas o por dos curvas.

Ejemplo

Calcule la siguiente integral indefinida

22

2 1

1

xdx

x x

. Determine el área del recinto limitado por el

eje OX, las rectas verticales x=0 y x=2, y la gráfica de la función

22

2 1( )

1

xf x

x x

.

2º de bachillerato Matemáticas II Bloque 3 - Análisis

Documents

Transcript of 2º de bachillerato Matemáticas II Bloque 3 - Análisis