Volver a Guía

CURSO RELACIONADO

Análisis Matemático 66

2026 CABANA

¿Te está ayudando la guía resuelta?
Sumate a nuestro curso, donde te enseño toda la materia de forma súper simple. 🥰


Ir al curso
ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 UBA XXI
CÁTEDRA CABANA

Práctica 4 - Regla de L'Hopital

4.16. Encontrar todas las asíntotas (vertical, horizontal y oblicua) de la siguientes funciones $f$ definidas por $y=f(x)$ :
a) $f(x)=x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right)$

Respuesta

Estudiamos las asíntotas de la función: $f(x)=x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right)$

$\textbf{1)}$ Identificamos el dominio de $f$

El dominio de $f$ es $\mathbb{R} - \{0\}$

$\textbf{2)}$ Asíntotas verticales

En este caso, $x=0$ es candidato a asíntota vertical. Tomamos límite cuando $x$ tiende a $0$ por derecha y por izquierda:

- Cuando $x$ tiende a cero por izquierda:

$ \lim_{x \to 0^-} x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right) = 0$

Acordate que $e^{-\infty} = 0$, por eso te queda algo que tiende a cero por algo que tiende a $-1$, todo perfecto, cuando $x$ tiende a cero por izquierda la función se acerca a $0$. Veamos ahora qué pasa por derecha... - Cuando $x$ tiende a cero por derecha: $ \lim_{x \to 0^+} x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right) $ Ahora tenemos una indeterminación de tipo "cero x infinito". Al igual que como hicimos en varios items del Ejercicio anterior, podríamos reescribir para aplicar L'Hopital. Probá de hacerlo, vas a llegar igual al resultado, pero yo ya lo hice y creeme que se empieza a tornar bastante cuentoso. Se me ocurrió una manera que sale un poquito más fácil. Si hacemos el cambio de variable $y = \frac{1}{x}$, nuestro límite se convierte en... $ \lim_{y \to +\infty} \frac{e^y - 1}{y^2} $ Fijate que cuando $x$ tiende a $0$ por derecha, entonces, por como está definida $y$, $y$ tiende a $+\infty$. Estamos frente a una indeterminación de tipo "infinito sobre infinito", aplicamos L'Hopital: $ \lim_{y \to +\infty} \frac{e^y}{2y} $ Aplicamos L'Hopital una vez más... $ \lim_{y \to +\infty} \frac{e^y}{2} = +\infty $ 
¡Perfectooo! Por derecha la función se está yendo a $+\infty$. Como ya uno de los límites laterales nos dio infinito, decimos que $f$ tiene una asíntota vertical en $x=0$

$\textbf{3)}$ Asíntotas horizontales: Tomamos los límites cuando $x$ tiende a $\pm \infty$

Arrancamos primero estudiando cómo se comporta la función en $+\infty$

$ \lim_{x \to +\infty} x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right) $

Estamos frente a una indeterminación de tipo "cero x infinito", podríamos reescribir para aplicar L'Hopital, pero, un camino menos cuentoso podría ser nuevamente tomar el cambio de variable $y = \frac{1}{x}$ Fijate que ahora, cuando $x$ tiende a $+ \infty$, $y$ tiende a $0$ por derecha. Entonces el límite nos quedaría escrito así:

$ \lim_{y \to 0^+} \frac{e^y - 1}{y^2}$

Estamos frente a una indeterminación de tipo "cero sobre cero", ahora si podemos aplicar L'Hopital:

$ \lim_{y \to 0^+} \frac{e^y}{2y} = +\infty$

Listo, ya sabemos que $f$ se va a $+\infty$ cuando $x \rightarrow +\infty$

Ahora, para estudiar el comportamiento en $-\infty$ el razonamiento es análogo, seguís los mismos pasos que hicimos recién y vas a llegar a...

$ \lim_{x \to -\infty} x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right)= -\infty $

Bueno, con esto concluimos que $f$ no tiene asíntotas horizontales... Lamentablemente vamos a tener que estudiar asíntotas oblícuas jeje... 

$\textbf{4)}$ Asíntotas oblicuas

Empezamos buscando la pendiente de la posible asíntota oblícua:

$m = \lim_{x \to \pm \infty} \frac{f(x)}{x} = \lim_{x \to \pm \infty} \frac{x^{2}(e^{\frac{1}{x}}-1)}{x} = \lim_{x \to \pm \infty} x (e^{\frac{1}{x}} - 1) $

Estamos frente a una indeterminación de tipo "cero x infinito", podríamos reescribir para aplicar L'Hopital, pero, un camino menos cuentoso podría ser nuevamente tomar el cambio de variable $y = \frac{1}{x}$ Fijate que ahora, cuando $x$ tiende a $\pm \infty$, $y$ tiende a $0$. Entonces el límite nos quedaría escrito así: $\lim_{y \to 0} \frac{e^y - 1}{y} $

Estamos frente a una indeterminación de tipo "cero sobre cero", aplicamos L'Hopital:

$\lim_{y \to 0} \frac{e^y}{1} = 1 $

Por lo tanto, la posible pendiente $m$ para nuestra asíntota oblicua es $1$. 

Buscamos ahora $b$, la ordenada al origen:

$b = \lim_{x \to \pm \infty} f(x) - mx = \lim_{x \to \pm \infty} x^{2}\left(e^{\frac{1}{x}}-1\right) - x$ Si sacamos factor común $x^2$: $\lim_{x \to \pm \infty} x^2 [ e^{\frac{1}{x}} - 1 - \frac{1}{x} ] $ Este límite no es para nada trivial y, nuevamente, la mejor manera que se me ocurrió para resolverlo es hacer el cambio de variable $y = \frac{1}{x}$. Con este cambio de variable, el límite nos queda escrito así:

$\lim_{y \to 0} \frac{e^y - 1 - y}{y^2} $

Estamos frente a una indeterminación de tipo "cero sobre cero", aplicamos L'Hopital:

$\lim_{y \to 0} \frac{e^y - 1}{2y} $

Sigue el "cero sobre cero", aplicamos L'Hopital una vez más...

$\lim_{y \to 0} \frac{e^y}{2} = \frac{1}{2} $

Ufff, estuvo difícil este! Finalmente concluimos que $b = \frac{1}{2}$ y por lo tanto nuestra función tiene una asíntota oblicua en $y = x + \frac{1}{2}$

*Aclaración: Este ejercicio es significativamente más difícil que cualquiera que te puedas cruzar en un parcial o final, así que tranqui si costó, es lo más normal. 
Reportar problema
🤖
¿Tenés dudas? Pregúntale a ExaBoti
Asistente de IA para resolver tus preguntas al instante
🤖
¡Hola! Soy ExaBoti

Para chatear conmigo sobre este ejercicio necesitas iniciar sesión

ExaComunidad
Conecta con otros estudiantes y profesores
Avatar Victoria 2 de febrero 10:56
Te hago otra pregunta,
si reescribo x^2, como 1/x^2, eso está bien. Cuando es que se cambia el signo al exponente entonces?

Si tuviera x^-2, pasa como 1/x^2? O al reves

Avatar Flor Profesor 3 de febrero 08:43
@Victoria Ojo, si vos tenés $x^2$ eso es lo mismo que tener $\frac{1}{x^{-2}}$ (cambió el signo del exponente). Si tenés $x^{-2}$ eso es lo mismo que tener $\frac{1}{x^2}$ (de nuevo, cambió el signo)

Así muy informal jaja pero si pasas de numerador a denominador o al revés le cambias el signo al exponente siempre 
Avatar Victoria 3 de febrero 19:49
@Flor gracias 💝
Avatar Victoria 2 de febrero 10:25
Hola Flor! como estas?
no entendí pq en el cambio de variable queda +infinito. entiendo que 1/x si lo evaluas en 0+, te da +infinito, pero nose como es la logica para que el limite cambie

Avatar Flor Profesor 3 de febrero 08:45
@Victoria Uyyy no, ni te enrosques con este límite que era un quilombo eh jaja el cambio de variable uno lo hace para poder terminar de resolverlo, porque sino te queda ahí clavado en una indeterminación. Pero no es para nada intuitivo y este ejercicio no tiene nada que ver con los que te pueden aparecer en parcial o final 
Avatar Victoria 3 de febrero 19:50
@Flor Flor me di cuenta hoy que ya había aprobado Analisis 😭 en Diciembre me saqué un 5, y yo pensé que se pasaba con 7 JAJAJAJA como los parciales.  Hoy me quise anotar a los finales, y no me figuraba Analisis porque ya la aprobé 😭💚
¡Uníte a la ExaComunidad! 💬

Conéctate con otros estudiantes y profesores