5. L’Hôpital y formas indeterminadas
Teorema 19 — Regla de L’Hôpital.
Sean y derivables en un entorno perforado de , con en ese entorno. Si
y si existe (finito o infinito), entonces
El resultado vale también para y para límites laterales. Las formas e se llevan a o mediante álgebra; las formas , e se tratan tomando logaritmo, es decir, escribiendo .
Advertencia. La regla solo se aplica mientras el cociente sea indeterminado: si ya no lo es, hay que evaluar, no derivar otra vez.Ejemplo33Una forma
Calculemos .
- 1.
- La base tiende a y el exponente a : es la forma , que no se puede evaluar directamente.
- 2.
- Se toma logaritmo: si es el límite buscado, entonces , que ahora es de la forma .
- 3.
- Se aplica la regla: , que sigue siendo ; derivando de nuevo (o usando ) se obtiene .
- 4.
- Como , se deshace el logaritmo: .
Ejercicio 6.1
Calcule cada uno de los límites siguientes e indique la forma indeterminada que se presenta.
- 1
- .
- 2
- .
- 3
- .
- 4
- .
- 5
- .
- 6
- .
- 7
- .
- 8
- .
- 9
con y constantes,.- 10
- .
- 11
- .
- 12
- .
- 13
- .
- 14
- .
- 15
- .
- 16
- .
- 17
- .
- 18
- .
- 19
- .
- 20
- .
- 21
- .
- 22
- .
- 23
- ..
- 24
- .
- 25
- .
- 26
- .
- 27
- a)
- Si n = 1 entonces .
- b)
- Si n = 2 entonces .
- c)
- Si n entonces .