Límite de una función (2ºBach)

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Nótese que bien podríamos haber elegido <math>\delta=\frac{1}{6}\varepsilon</math> o <math>\delta=\frac{1}{15}\varepsilon</math>, por ejemplo. En tanto <math>\delta\leq\frac{1}{3}\varepsilon</math>, siempre podremos demostrar [1]. Nótese que bien podríamos haber elegido <math>\delta=\frac{1}{6}\varepsilon</math> o <math>\delta=\frac{1}{15}\varepsilon</math>, por ejemplo. En tanto <math>\delta\leq\frac{1}{3}\varepsilon</math>, siempre podremos demostrar [1].
 +}}
 +{{p}}
 +{{Ejemplo|titulo=Límite de una función en un punto|enunciado=la función de [[Dirichlet]], <math>D:\mathbb{R}\to\mathbb{R}</math> definida como:
 +
 +:<math>
 +D(x) = \begin{cases}
 +c & \mathrm{para \ } x \ \mathrm{racional} \\
 +d & \mathrm{para \ } x \ \mathrm{irracional} \\
 +\end{cases}</math>
 +
 +no tiene ningún número ''a'' en el dominio para el cual exista el <math>\lim_{x \to a}f(x).</math>
 +|sol=Para demostrar la anterior afirmación, es necesario hacer uso del hecho de que cada intervalo contiene tanto números racionales como irracionales.
}} }}

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Tabla de contenidos

Límite de de una función en un punto

El concepto de límite es la base para poder abordar el concepto de continuidad y , más adelante, el de derivabilidad de una función. Es pués, de vital interés, tener bien claro este concepto.

Definición informal de límite

De manera informal, diremos que una función f ~ tiene límite L~ en c~ , o que f ~ tiende a L ~ cuando x~ se acerca a c ~, si se puede hacer que f(x)~ esté tan cerca como queramos de L ~, haciendo que x~ esté suficientemente cerca de c~, pero sin llegar a c~.

Definición formal de límite

Los conceptos cerca y suficientemente cerca son matemáticamente poco precisos. Por esta razón, se da una definición formal de límite que precisa estos conceptos. Entonces se dice:

El límite de una función f(x)\;, cuando x~ tiende a c~, es L ~, si y sólo si, para todo \varepsilon > 0 \;, existe un \delta > 0 \;, tal que para todo número real x~ del dominio de la función, si 0 < |x-c| < \delta \;, entonces |f(x)-L| < \varepsilon \;.

Esto, escrito en notación formal:

\lim_{x\to c}  \, \,f(x) = L\iff \forall \varepsilon > 0 ,\,\,\, \exists \delta > 0 \, \ | \ \, \forall x \in \operatorname{Dom}(f), \,\,0<|x-c|<\delta \Rightarrow |f(x)-L|<\varepsilon
Visualización de los parámetros utilizados en la definición de límite.
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Visualización de los parámetros utilizados en la definición de límite.
Tomando valores arbitrarios de ε, podemos elegir un δ para cada uno de estos, de modo que f(x) y L se acerquen a medida que x se acerca a c.
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Tomando valores arbitrarios de ε, podemos elegir un δ para cada uno de estos, de modo que f(x) y L se acerquen a medida que x se acerca a c.

Esta es una formulación estricta del concepto de límite de una función real en un punto de acumulación del dominio de la función y se debe al matemático francés Luis Cauchy.

ejercicio

Límite de una función en un punto


Demostrar que \lim_{x\to 2}(3x-5)=1 usando la definición formal de límite.

ejercicio

Límite de una función en un punto


la función de Dirichlet, D:\mathbb{R}\to\mathbb{R} definida como:

D(x) = \begin{cases} c & \mathrm{para \ } x \ \mathrm{racional} \\ d & \mathrm{para \ } x \ \mathrm{irracional} \\ \end{cases}

no tiene ningún número a en el dominio para el cual exista el \lim_{x \to a}f(x).

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