a) Estudie la continuidad y derivabilidad de dicha función. Calcule sus asíntotas.Continuidad y Derivabilidad
La función dada es f(x)=2−x2x−6. Es una función racional. El dominio de una función racional son todos los números reales excepto aquellos valores que anulan el denominador.
2−x=0⟹x=2 Por lo tanto, el dominio de la función es Df=R∖{2}.
Una función racional es continua y derivable en todo su dominio.Continuidad: La función f(x) es continua en (−∞,2)∪(2,∞).Derivabilidad: La función f(x) es derivable en (−∞,2)∪(2,∞).Para estudiar la derivabilidad, calculamos la primera derivada de f(x) usando la regla del cociente:
f′(x)=(2−x)2(2x−6)′(2−x)−(2x−6)(2−x)′ f′(x)=(2−x)22(2−x)−(2x−6)(−1) f′(x)=(2−x)24−2x+2x−6 f′(x)=(2−x)2−2 Cálculo de Asíntotas
Asíntotas Verticales (AV): Ocurren en los puntos donde el denominador es cero y el numerador no lo es.
limx→2f(x)=limx→22−x2x−6 Cuando x→2, el numerador tiende a 2(2)−6=−2, y el denominador tiende a 0. Esto indica una asíntota vertical en x=2.
limx→2−2−x2x−6=0+−2=−∞ limx→2+2−x2x−6=0−−2=+∞ Asíntota Vertical: x=2.Asíntotas Horizontales (AH): Se calculan los límites de la función cuando x→±∞.
limx→±∞2−x2x−6=limx→±∞2/x−x/x2x/x−6/x=limx→±∞2/x−12−6/x=0−12−0=−2 Asíntota Horizontal: y=−2.Asíntotas Oblicuas (AO): Al existir asíntota horizontal, no existen asíntotas oblicuas.
b) Estudie los intervalos de crecimiento y decrecimiento, así como la existencia de extremos relativos.Para estudiar los intervalos de crecimiento y decrecimiento, analizamos el signo de la primera derivada f′(x)=(2−x)2−2.El denominador (2−x)2 es siempre positivo para cualquier x=2. El numerador es −2, que es siempre negativo.Por lo tanto, f′(x)=positivonegativo=negativo para todo x∈Df.Esto significa que f′(x)<0 para x∈(−∞,2)∪(2,∞).Intervalos de crecimiento: La función no crece en ningún intervalo.Intervalos de decrecimiento: La función es decreciente en (−∞,2) y en (2,∞).Extremos Relativos: Para que existan extremos relativos, f′(x) debería cambiar de signo o ser igual a cero. Dado que f′(x) es siempre negativa y nunca se anula en su dominio, la función no tiene máximos ni mínimos relativos.
c) Halle los puntos de corte con los ejes de coordenadas y represente gráficamente la función.Puntos de Corte con los Ejes
Corte con el eje OX (haciendo y=0):
2−x2x−6=0⟹2x−6=0⟹2x=6⟹x=3 El punto de corte con el eje OX es (3,0).Corte con el eje OY (haciendo x=0):
f(0)=2−02(0)−6=2−6=−3 El punto de corte con el eje OY es (0,−3).
Representación Gráfica
Para representar gráficamente la función, se tienen en cuenta los siguientes elementos:- Asíntota Vertical: x=2 - Asíntota Horizontal: y=−2 - Puntos de corte: (3,0) y (0,−3) - La función es siempre decreciente en su dominio.Con esta información, podemos esbozar la gráfica. La función se aproxima a la asíntota vertical x=2 tendiendo a −∞ por la izquierda y a +∞ por la derecha. Se aproxima a la asíntota horizontal y=−2 tanto para x→−∞ como para x→+∞. Pasa por los puntos (0,−3) y (3,0) y es continuamente decreciente.