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Ejercicios de Cálculo
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Teorema de Weierstrass: máximo y mínimo garantizados

Tema
3. Continuidad de funciones › 3.5 Teoremas de continuidad
Dificultad
Intermedio
Método
Teorema de Weierstrass y acotación algebraica

Justifica que f(x)=xx2+1f(x) = \dfrac{x}{x^2 + 1} alcanza un máximo y un mínimo absolutos en [0,2][0, 2], y hállalos.

Ver solución
  1. Teorema de Weierstrass: toda función continua en un intervalo cerrado y acotado [a,b][a, b] alcanza en él un máximo y un mínimo absolutos.
  2. ff es continua en [0,2][0, 2] (cociente de polinomios con denominador x2+1>0x^2 + 1 > 0), así que el teorema garantiza los extremos.
  3. Máximo: como (x−1)2≥0(x - 1)^2 \ge 0, se cumple x2+1≥2xx^2 + 1 \ge 2x, y para x≥0x \ge 0, f(x)≤x2x=12f(x) \le \frac{x}{2x} = \frac{1}{2} (si x>0x > 0). La igualdad ocurre en x=1x = 1: f(1)=12f(1) = \frac{1}{2}.
  4. Mínimo: en [0,2][0, 2], f(x)≥0f(x) \ge 0, y f(0)=0f(0) = 0.

Resultado final: Máximo absoluto 12\dfrac{1}{2} en x=1x = 1; mínimo absoluto 00 en x=0x = 0.