a) Calcula a y b para que la gráfica de f pase por el punto (1,−2) y tenga a la recta y=x+4 como asíntota oblicua.Si la gráfica de la función f(x)=racx2+ax−b pasa por el punto (1,−2), se debe cumplir que f(1)=−2:
\frac{1^2 + a}{1 - b} = -2 \implies 1 + a = -2(1 - b) \implies 1 + a = -2 + 2b \implies a - 2b = -3
Para que la recta y=x+4 sea una asíntota oblicua, los parámetros m (pendiente) y n (ordenada en el origen) deben coincidir con los límites correspondientes. El valor de m es:
m=limx→∞xf(x)=limx→∞x2−bxx2+a=1 Este resultado es coherente con la pendiente de la recta dada (m=1). El valor de n se calcula como:
n=limx→∞(f(x)−mx)=limx→∞(x−bx2+a−x)=limx→∞x−bx2+a−x2+bx=limx→∞x−bbx+a=b Dado que la asíntota es y=x+4, entonces n=4, lo que implica que b=4. Sustituyendo este valor en la primera ecuación obtenida:
a−2(4)=−3⟹a−8=−3⟹a=5 Por lo tanto, los valores buscados son a=5 y b=4.
b) En el caso a=5 y b=4, calcula la ecuación de la recta normal a la gráfica de f que pasa por el punto de abscisa x=0.Con a=5 y b=4, la función es f(x)=x−4x2+5. La ecuación de la recta normal en x=0 es:
y−f(0)=−f′(0)1(x−0) Calculamos primero el valor de la función en x=0: f(0)=0−402+5=−45.Calculamos ahora la función derivada f′(x) mediante la regla del cociente:
f′(x)=(x−4)22x(x−4)−(x2+5)=(x−4)22x2−8x−x2−5=(x−4)2x2−8x−5 Evaluamos la derivada en x=0 para hallar la pendiente de la recta tangente: f′(0)=(0−4)202−8(0)−5=−165.La pendiente de la recta normal es mn=−f′(0)1=516. Sustituimos los valores en la ecuación de la recta:
y−(−45)=516(x−0)⟹y+45=516x La ecuación de la recta normal es y=516x−45.