Resolución del ejercicio de continuidad y derivabilidad
a) Determina a y b.Para que la función f(x) sea derivable en R, debe ser, en primer lugar, continua en todo su dominio. El único punto de posible discontinuidad es x=0. Estudiamos la continuidad en dicho punto exigiendo que los límites laterales coincidan con el valor de la función:
limx→0−f(x)=limx→0−(ae−x+bln(1−x))=ae0+bln(1)=a limx→0+f(x)=limx→0+(x+ln(1+x))=0+ln(1)=0 Para que sea continua, debe cumplirse que a=0.Una vez garantizada la continuidad con a=0, estudiamos la derivabilidad. Calculamos la derivada de la función en los intervalos abiertos:
f′(x)={−ae−x−1−xb1+1+x1si x<0si x>0 Para que la función sea derivable en x=0, las derivadas laterales deben ser iguales. Sustituimos a=0 y evaluamos los límites de la derivada:
f′(0−)=limx→0−(−0⋅e−x−1−xb)=−b f′(0+)=limx→0+(1+1+x1)=1+1=2 Igualando ambas expresiones: −b=2⟹b=−2. Por tanto, los valores buscados son a=0 y b=−2.
b) Halla la ecuación de la recta tangente y de la recta normal a la gráfica de f en el punto de abscisa x=0.Primero hallamos las coordenadas del punto de tangencia (0,f(0)) y la pendiente de la recta tangente mt=f′(0):El punto es (0,0), ya que f(0)=0+ln(1)=0. La pendiente es mt=f′(0)=2.La ecuación de la recta tangente se obtiene mediante la fórmula y−f(0)=f′(0)(x−0):
y−0=2(x−0)⟹y=2x La pendiente de la recta normal es mn=−f′(0)1=−21.La ecuación de la recta normal se obtiene mediante la fórmula y−f(0)=−f′(0)1(x−0):
y−0=−21(x−0)⟹y=−21x