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Ejercicios de Cálculo
← 4.2 Demostraciones por definición

Derivabilidad de x² sen(1/x) en el origen

Tema
4. Derivadas › 4.2 Demostraciones por definición
Dificultad
Avanzado
Método
Definición de derivada y teorema del encaje

Sea

f(x)={x2sen⁡(1x),x≠00,x=0f(x) = \begin{cases} x^2\operatorname{sen}\left(\dfrac{1}{x}\right), & x \neq 0 \\ 0, & x = 0 \end{cases}

Demuestra que ff es derivable en x=0x = 0 y halla f′(0)f'(0).

Ver solución
  1. En x=0x = 0 no se pueden usar las reglas de derivación (la fórmula no vale allí), así que usamos la definición: f′(0)=lim⁡h→0f(h)−f(0)hf'(0) = \displaystyle \lim_{h \to 0} \frac{f(h) - f(0)}{h}.
  2. Para h≠0h \neq 0: h2sen⁡(1/h)−0h=hsen⁡(1h)\frac{h^2\operatorname{sen}(1/h) - 0}{h} = h\operatorname{sen}\left(\frac{1}{h}\right).
  3. Como ∣sen⁡(1h)∣≤1\left|\operatorname{sen}\left(\frac{1}{h}\right)\right| \le 1: −∣h∣≤hsen⁡(1h)≤∣h∣-|h| \le h\operatorname{sen}\left(\frac{1}{h}\right) \le |h|, y ambas cotas tienden a 00.
  4. Por el teorema del encaje, el límite es 00: ff es derivable en 00, con f′(0)=0f'(0) = 0.

Resultado final: ff es derivable en x=0x = 0 y f′(0)=0f'(0) = 0.