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Ejercicios de Cálculo
← 1.10 Otras propiedades de las funciones

Cotas superior e inferior de una función racional

Tema
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Dificultad
Intermedio
Método
Desigualdad x² + 1 ≥ 2|x|

Demuestra que f(x)=3xx2+1f(x) = \dfrac{3x}{x^2 + 1} está acotada y halla sus valores máximo y mínimo.

Ver solución
  1. Para todo xx: (∣x∣−1)2≥0(|x| - 1)^2 \ge 0, es decir, x2−2∣x∣+1≥0x^2 - 2|x| + 1 \ge 0, o sea x2+1≥2∣x∣x^2 + 1 \ge 2|x|.
  2. Como x2+1>0x^2 + 1 > 0: ∣f(x)∣=3∣x∣x2+1≤3∣x∣2∣x∣=32|f(x)| = \frac{3|x|}{x^2 + 1} \le \frac{3|x|}{2|x|} = \frac{3}{2} para x≠0x \neq 0. Para x=0x = 0, f(0)=0f(0) = 0.
  3. Por lo tanto −32≤f(x)≤32-\frac{3}{2} \le f(x) \le \frac{3}{2} para todo xx: ff está acotada.
  4. La igualdad del paso 1 ocurre cuando ∣x∣=1|x| = 1: f(1)=32f(1) = \frac{3}{2} y f(−1)=−32f(-1) = -\frac{3}{2}. Esos son el máximo y el mínimo.

Resultado final: −32≤f(x)≤32-\dfrac{3}{2} \le f(x) \le \dfrac{3}{2}; máximo 32\dfrac{3}{2} en x=1x = 1 y mínimo −32-\dfrac{3}{2} en x=−1x = -1.