I
MAT-101 • Limites_continuidad
CALC_EXAM_045
Examen Curso de Invierno 2014 - UMSA
Enunciado
Analizar la continuidad de la función $f(x)$ en el punto $X_0 = \frac{\pi}{4}$:
$$f(x) = \frac{e^x \sin^2 x}{\tan^2 x \cos^2 x (1 - \sin x)}$$
$$f(x) = \frac{e^x \sin^2 x}{\tan^2 x \cos^2 x (1 - \sin x)}$$
Solución Paso a Paso
Una función es continua en $x_0$ si se cumplen tres condiciones: existe $f(x_0)$, existe el límite cuando $x \to x_0$, y ambos son iguales.
1. Evaluación de la función en $x_0 = \pi/4$:
Calculamos los valores trigonométricos conocidos:
Sustituimos en la expresión:
$$f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{e^{\pi/4} \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2}{1^2 \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2 \left(1 - \frac{1}{\sqrt{2}}\right)} = \frac{e^{\pi/4} \cdot \frac{1}{2}}{1 \cdot \frac{1}{2} \left(1 - \frac{1}{\sqrt{2}}\right)}$$
Simplificando el factor $1/2$:
$$f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{e^{\pi/4}}{1 - \frac{1}{\sqrt{2}}} = \frac{e^{\pi/4}}{\frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}}} = \frac{\sqrt{2} e^{\pi/4}}{\sqrt{2}-1}$$
2. Conclusión:
Como el denominador no se anula en $x = \pi/4$ (ya que $\sin(\pi/4) \neq 1$) y la función está compuesta por funciones continuas en ese dominio, el límite existe y es igual al valor de la función.
La función es continua en $X_0 = \frac{\pi}{4}$.
1. Evaluación de la función en $x_0 = \pi/4$:
Calculamos los valores trigonométricos conocidos:
- $\sin(\pi/4) = \frac{1}{\sqrt{2}}$
- $\cos(\pi/4) = \frac{1}{\sqrt{2}}$
- $\tan(\pi/4) = 1$
Sustituimos en la expresión:
$$f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{e^{\pi/4} \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2}{1^2 \cdot \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2 \left(1 - \frac{1}{\sqrt{2}}\right)} = \frac{e^{\pi/4} \cdot \frac{1}{2}}{1 \cdot \frac{1}{2} \left(1 - \frac{1}{\sqrt{2}}\right)}$$
Simplificando el factor $1/2$:
$$f\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{e^{\pi/4}}{1 - \frac{1}{\sqrt{2}}} = \frac{e^{\pi/4}}{\frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}}} = \frac{\sqrt{2} e^{\pi/4}}{\sqrt{2}-1}$$
2. Conclusión:
Como el denominador no se anula en $x = \pi/4$ (ya que $\sin(\pi/4) \neq 1$) y la función está compuesta por funciones continuas en ese dominio, el límite existe y es igual al valor de la función.
La función es continua en $X_0 = \frac{\pi}{4}$.