a) Estudio y cálculo de las asíntotas de la gráfica de f.Asíntotas verticales:Las asíntotas verticales se encuentran en los puntos donde el denominador de la función se anula y la función tiende a infinito. En este caso, el denominador es e2x+1.
e2x+1=0⟹e2x=−1 Dado que e2x>0 para todo x∈R, la ecuación e2x=−1 no tiene solución real. Por lo tanto, no existen asíntotas verticales.Asíntotas horizontales:Se calculan los límites de la función cuando x→∞ y cuando x→−∞.
limx→∞f(x)=limx→∞e2x+1e2x−1 Dividimos el numerador y el denominador por e2x:
limx→∞e2xe2x+e2x1e2xe2x−e2x1=limx→∞1+e−2x1−e−2x Como e−2x→0 cuando x→∞:
limx→∞1+01−0=1 Así, y=1 es una asíntota horizontal cuando x→∞.
limx→−∞f(x)=limx→−∞e2x+1e2x−1 Como e2x→0 cuando x→−∞:
limx→−∞0+10−1=−1 Así, y=−1 es una asíntota horizontal cuando x→−∞.
b) Determinación de los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de f.Para determinar los intervalos de crecimiento y decrecimiento, calculamos la primera derivada de f(x).
f′(x)=(e2x+1)2(2e2x)(e2x+1)−(e2x−1)(2e2x) Sacamos factor común 2e2x en el numerador:
f′(x)=(e2x+1)22e2x[(e2x+1)−(e2x−1)] f′(x)=(e2x+1)22e2x[e2x+1−e2x+1] f′(x)=(e2x+1)22e2x(2) f′(x)=(e2x+1)24e2x Para analizar el signo de f′(x):El numerador 4e2x siempre es positivo para todo x∈R.El denominador (e2x+1)2 también siempre es positivo para todo x∈R (es un término al cuadrado y la base e2x+1 es siempre positiva).Por lo tanto, f′(x)>0 para todo x∈R.Esto significa que la función f(x) es estrictamente creciente en todo su dominio.Intervalos de crecimiento: (−∞,∞).Intervalos de decrecimiento: No tiene.