a) Calcula λ y μ.Para que la función f(x) sea continua en x=0, se debe cumplir que limx→0f(x)=f(0).Tenemos f(0)=μ. Por lo tanto, debemos calcular el límite:
μ=limx→0x2eλx−ex−x Al sustituir x=0, obtenemos la indeterminación 00. Aplicamos la regla de L'Hôpital:
μ=limx→02xλeλx−ex−1 Al sustituir x=0 nuevamente, obtenemos 2⋅0λe0−e0−1=0λ−1−1=0λ−2. Para que el límite exista y sea finito, el numerador debe ser cero, por lo tanto:
λ−2=0⟹λ=2 Ahora, con λ=2, volvemos a aplicar la regla de L'Hôpital para calcular el límite de μ:
μ=limx→02x2e2x−ex−1 Sigue siendo una indeterminación 00, así que aplicamos L'Hôpital de nuevo:
μ=limx→022⋅2e2x−ex=limx→024e2x−ex Sustituyendo x=0:
μ=24e0−e0=24−1=23 Por lo tanto, los valores son λ=2 y μ=23.
b) Para λ=2, calcula la ecuación de la recta tangente a la gráfica de f en el punto de abscisa x=1.La ecuación de la recta tangente a la gráfica de f en x=1 es y−f(1)=f′(1)(x−1).Primero, calculamos f(1). Como x=1=0, usamos la expresión para x=0 con λ=2:
f(1)=12e2⋅1−e1−1=e2−e−1 Ahora, calculamos la derivada de f(x) para x=0:
f(x)=x2e2x−ex−x Usamos la regla del cociente (u/v)′=(u′v−uv′)/v2, donde u=e2x−ex−x y v=x2.
u′=2e2x−ex−1v′=2x f′(x)=(x2)2(2e2x−ex−1)x2−(e2x−ex−x)(2x) Simplificamos la expresión para f′(x) (podemos dividir por x en numerador y denominador):
f′(x)=x3(2e2x−ex−1)x−2(e2x−ex−x) Ahora, evaluamos f′(1):
f′(1)=13(2e2⋅1−e1−1)⋅1−2(e2⋅1−e1−1) f′(1)=(2e2−e−1)−2(e2−e−1) f′(1)=2e2−e−1−2e2+2e+2 f′(1)=e+1 Finalmente, escribimos la ecuación de la recta tangente:
y−(e2−e−1)=(e+1)(x−1) y=(e+1)x−(e+1)+e2−e−1 y=(e+1)x−e−1+e2−e−1 y=(e+1)x+e2−2e−2