Ejercicio sobre continuidad de funciones definidas a trozos.
De Software Libre para la Enseñanza y el Aprendizaje de las Matemáticas (2010-11)
Calcular el valor de "a" para que la siguiente función sea continua en x=1. f(x)= (x+1) si x<=1, (3-ax^2) si x>1.
Solución:
1. Primero calculamos el valor de la función en x=1. Para ello, damos nombre a cada trozo de la función de la suguiente manera:
(%i6) h(x):= x +1; (%i7) g(x):= 3-a*x^2;
A continuación, sustituimos el punto x=1 en el trozo de función correspondiente:
(%i8) h(1); (%o8) 2
2. Una vez hecho esto, calculamos los límites laterales de la función:
(%i9) limit(h(x), x, 1, minus); (%o9) 2 (%i10) limit(g(x), x, 1, plus); (%o10) 3 - a
Como ambos límites tienen que valer lo mismo, igualamos ambos resultados.
(%i11) solve(2=3-a, a); (%o11) [a = 1]
Por lo tanto, a = 1. Comprobamos, haciendo los límites por la derecha y por la izquierda y viendo que obtenemos el mismo resultado:
(%i12) limit(3-x^2, x, 1, plus); (%o12) 2 (%i13) limit(3-x^2, x, 1, minus); (%o13) 2
Conclusión: a debe ser igual a 1 para que la función definida a trozos del enunciado sea contínua en el punto de abcisas x=1.