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Análisis Matemático 66
2024
CABANA
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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 UBA XXI
CÁTEDRA CABANA
2.4.
Calcular los límites laterales indicados, analizando previamente el dominio de la función.
e) $\lim _{h \rightarrow 0^{-}} \frac{\sqrt{h^{2}+4 h+5}-\sqrt{5}}{h}$
e) $\lim _{h \rightarrow 0^{-}} \frac{\sqrt{h^{2}+4 h+5}-\sqrt{5}}{h}$
Respuesta
Analicemos primero el dominio de la función \(\frac{\sqrt{h^{2}+4 h+5}-\sqrt{5}}{h}\).
El denominador no puede ser cero, por lo que \( h \neq 0 \). Además, lo de adentro de la raíz cuadrada, \( h^{2} + 4h + 5 \) tiene que ser mayor o igual a cero. Si planteas eso, vas a ver que siempre lo es, para cualquier $h$.
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Por lo tanto, el dominio de la función es $\mathbb{R} - \{0\}$
Con el dominio definido, ahora podemos calcular el límite que nos piden:
\( \lim_{h \rightarrow 0^-} \frac{\sqrt{h^{2}+4h+5}-\sqrt{5}}{h} \)
Fijate que cuando $x$ tiende a $0$, tanto numerador como denominador se están yendo a $0$. Es decir, tenemos una indeterminación de tipo "0/0". Esta indeterminación dentro de poco se va a poder salvar simplemente usando L'Hopital. Te muestro acá cómo se puede salvar sin usarlo:
Multiplicamos y dividimos por el conjugado para eliminar la raíz cuadrada:
\( \lim_{h \rightarrow 0^-} \frac{\sqrt{h^{2}+4h+5}-\sqrt{5}}{h} \times \frac{\sqrt{h^{2}+4h+5}+\sqrt{5}}{\sqrt{h^{2}+4h+5}+\sqrt{5}} \)
Esto nos da:
\( \lim_{h \rightarrow 0^-} \frac{(h^{2}+4h+5)-(\sqrt{5})^2}{h(\sqrt{h^{2}+4h+5}+\sqrt{5})} \)
\( \lim_{h \rightarrow 0^-} \frac{h^{2}+4h}{h(\sqrt{h^{2}+4h+5}+\sqrt{5})} \)
Sacamos factor común \( h \) en el numerador y la cancelamos con la de abajo
\( \lim_{h \rightarrow 0^-} \frac{h+4}{\sqrt{h^{2}+4h+5}+\sqrt{5}} \)
Ahora sustituimos \( h \) por $0$ y descubrimos que ya no tenemos ninguna indeterminación:
\( \frac{0+4}{\sqrt{0 + 4\cdot0 + 5}+\sqrt{5}} = \frac{4}{\sqrt{5}+\sqrt{5}} = \frac{4}{2\sqrt{5}} = \frac{2}{\sqrt{5}}\)
Y listo, el resultado del límite es:
\( \lim_{h \rightarrow 0^-} \frac{\sqrt{h^{2}+4h+5}-\sqrt{5}}{h} = \frac{2}{\sqrt{5}} \)