Este documento presenta problemas de cálculo diferencial e integral. En la primera sección, se pide encontrar el conjunto solución para 60 desigualdades. La segunda sección solicita determinar el dominio y la imagen para 21 funciones. Finalmente, la tercera sección pide graficar 10 funciones determinando su dominio e imagen.
2. Cálculo diferencial e integral
55)
2x 8
0 sol. 14) f x 7 x 1
x 8x 7
2
sol. Dom. , 7 , Im. 1,
3 5
56) 0 sol. 1
x2 x6 15) f x
2 x
57) 7 x x 4 0 sol.
2
sol. Dom. , 2 , Im. 0,
x2
58) 0 sol . 1
x 4
2
16) f x sol.
4 x2
59) x 4x 4 0
2
sol.
17) f x x 1 1 sol.
60) x 9 x 20 0
2
sol.
x 1
18) f x sol. 0, 3, 3
x3 9 x
19) f x 7 2x sol.
1.2 DOMINIO E IMAGEN DE FUNCIONES.
20) f x x2 9 sol.
4x 7
Encuentra el dominio y la imagen de las siguientes 21) f x = sol.
funciones. 6 x 13 x 5
2
1) f x 3x 5
1.3 GRÁFICA DE FUNCIONES.
sol. Dom 5 , , Im. 0,
3
2) f x 1 2x Bosqueje las gráficas de las siguientes funciones
sol. Dom, , 1
2 , Im. 0,
encontrando el dominio e imagen.
2
3) f x
3 x 1) f x 4 x2 2) f x x2 9
sol. Dom, ,3 3, Im. 2, 0 0, 2 1 1
3) f x 4) f x
f x x2 x 1
2
4) x 9
2
sol. Dom. , Im. 3, 5) f x
1
6) f x 1 x
2x 3
5) f x 4 x 1
7) f x 8) f x x3
sol. Dom. 0,16 , Im. 0, 2 2x 3
1 1 1
6) f x 9) f x 10) f x
x 2 x4 x 4
2 2
sol. Dom. , 2 2, , Im. 0, 11) f x x 2 3x 4
1
7) f x 2 x 3 x 1 x 2 x 1
4 x2 12) f x 13) f x 2
3 x x 1 x x 1
sol. Dom. 2, 2 , Im. 1 ,
2
x 1 1 x 1
8) f x sol. Dom. 1,
x 1 x2 x0
14) f x 15) f x 1 1 x 1
9) f x x 1 x sol. Dom. 0,1 1 x x0 1 x 1
2
10) f x sol. x 2 n
1 cos x x2 x 1
f x x 3x 2
2
sol. x 2 x 0
f x 2 f x x3
11)
16) 17) x 1
1 x 1 x 0 2 x
12) f x sol. , 3 3, x 1
x3
13) f x 1 x
sol. Dom. ,1 , Im. 0,
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3. Cálculo diferencial e integral
1.4 FUNCIÓN PAR E IMPAR 7) f x 9 x2 f 1 x 9 x
x2
8) f x 5x3 2 f 1 x 3
Verifique si las siguientes funciones son par o impar ò 5
ninguna de las dos. x 5
2
9) f x 3x 5 f 1 x
3
1) f x x3 Sol. 10) f x 3
x 8 f 1 x x 8
3
2) f x x x 1 Sol. Impar. 1
11) f x 7x 5 f 1 x x 5
3) f x x +1 2
Sol. 7
4) f x x x 1
2
Sol. 12) f x x2 1 f 1 x x 1
5) f x x
1
Sol. 13) f x 2x 4 f 1 x
2
x 4
1 2
x
6) f x 3x 4 x
3
Sol. Impar. 14) f x x3 1 f 1 x 3 x 1
7) f x 9 5x2 Sol. 15) f x 5 4x 3
f 1 x
f x 210 f 1 x
x
8) f x 2 x 2 3x 4 Sol. Ninguna 16)
f x 1 ex
x3 4 f x f 1 x
3
9) Sol. Ninguna 17)
1 ex
10) f x 7 x4 x2 7 Sol.
18) f x x2 2x f 1 x
11) f x 2 x5 4 x3 Sol.
19) f x 2x 3 f 1 x
12) f x 2 x3 x 2 Sol.
f x ex f 1 x
3
20)
13) f x x 1 2
Sol.
21) f x ln x 3 f 1 x
x
14) f x 2 Sol. 4x 1
x 1 22) f x f 1 x
x 2x 3
15) f x Sol. ex
x 1 23) f x f 1 x
16) f x 1 3x 2 x 4 Sol. 1 2e x
1
x 2
24) f x f 1 x
17) f x Sol. 3x 1
x4 1
25) f x 4 x2 f 1 x
Resuelva las siguientes ecuaciones para x
26) e x 16 Sol. x 4 ln 2
1.5 FUNCIONES INVERSAS. 27) 2 x 5
3 Sol. x 5 log 2 3
28) ln 2 x 1 1 Sol. x
29) ln ln x 1
Halle una fórmula para la inversa de las siguientes
Sol. x
funciones.
1
30) ln x 1 Sol. x
e
1 3x 5x 1
f x f 1 x
1) 1
5 2x 2x 3 31) ln x ln x 1 1 Sol. x 1 1 4e
2
x2 2
2) f x 2 5x f x
1
32) e3 x4 2 Sol. x 4 ln 2
5
3) f x ln x 3 f 1 x e x 3
2 2 1.6 OPERACIONES CON FUNCIONES
4) f x 1 f 1 x f
x2 1 x Encuentre f g , f g, f g,
de las
g
x3
5) f x 4x 3 f 1 x siguientes funciones, encuentre tambièn el dominio
4
de cada operaciòn.
1 1 5x
6) f x f 1 x
2x 5 2x
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4. Cálculo diferencial e integral
1) f x x 1 g x x2 2 x 3 18) f x x2 3 g x x2 3
sol. f g x 2 3x 2 Dom sol. f g x4 6x2 6
f g x 3x x 3
3 2
Dom g f x2
x 1 f
f Dom x / x 3,1 f
g x 2x 3
2
19) f x x g x cos x
2) f x x g x x2
sol. f g
sol. f g x x2 Dom 2 x g f
f g x2 2x Dom 2 x f f
f x 20) f x 2x2 5 g x 4 7x
Dom 2 x
g x2 Sol. f g 98 x 112 x 37
2
1
3) f x x2 1 g x g f 14 x 2 31
4 x 2
f f
1 1
4) f x g x= 21) f x 2x 1 g x x2 3
x 1 2x 1
5) f x x 1 g x 5 x Sol. f g 2x2 7
x 1 x 1 g f 2x 4
6) f x g x
x2 x2 f f
1 f x 2x 5 g x x2
f x 3x 2 g x
22)
7)
2x 3 Sol. f g 2x2 5
1 1
8) f x x g x x g f 2 x 5
2
x x
9) f x 2x x 5
3
g x x x 2
2 f f
1 x2
10) f x x3 3x g x 3x 2 1 23) f x g x
x x
2 1
11) f x g x Sol. f g
x
x 12
x x2
2x f 1 2x
12) f x 3x 2 4 g x g
5x 2 f f
1 3x
13) f x g x 1
x 1 x 2 x 1 24) f x g x x3 2 x
x
1 2x 1
14) f x g x Sol. f g Dom. x / x 0
x3 x3 x 2x 3
2x 1 x2 x 2 x3
15) f x g x g f Dom. x / x 0
x4 2x 1 x4
En las siguientes funciones encuentre su dominio y: f f
f g, g f , f f x2 x
25) f x g x
16) f x 2x x 2
g x 3x 2 2x 1 x2
2x 4 2
sol. f g 3 6x2 7 x 2 Dom. , Sol. f g Dom. x / x 2,
3x 2 3
g f 6 x 2 3x 2 Dom. , x 2 1
g f Dom. x / x 0,
f f 8x 8x x4 3
Dom. , 3x 2
17) f x senx g x 1 x f f
sol. f g sen 1 x Dom. 0,
g f 1 senx
Dom. x / x 2n , 2n con n
f f sen senx Dom. ,
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5. Cálculo diferencial e integral
x2 x
f x g x
1
26) 34) f x x2 g x=
2x 1 x2 x2
2x 4 2 Sol. f g Dom.
Sol. f g Dom. x / x 2,
3x 2 3 g f Dom.
x 2 1 f f
g f Dom. x / x 0,
3x 2 1 x 1
35) f x = g x
f f x 1 x 1
x 1 Sol. f g Dom.
27) f x g x
1 x2 x g f Dom.
Sol. f g 2
x
Dom. f f
x 1
36) f x x2 x g x 1 x
x
g f Dom. Sol. f g Dom.
1 x2
f f g f Dom.
28) f x 1 x2 g x 2x 3 f f
Sol. f g 4 x 2 -12 x - 8 Dom. , 37) f x
1
g x x2 4 x
x
g f 2 x 2 +5 Dom. , Sol. f g Dom.
f f
g f Dom.
29) f x x3 4 g x 3 x 4 f f
Sol. f gx Dom. 38) f x senx g x x3
g f x Dom. Sol. f g Dom.
f f g f Dom.
30) f x 3 x g x 1 x f f
1
Sol. f g 3 1 x Dom. 0, 39) f x x2 1 g x
x2 1
g f 1 6 x Dom. 0, Sol. f g Dom.
f f g f Dom.
31) f x x3 g x x 1 f f
g x 1
3
Sol. f Dom.
1.7 LIMITES
g f x +1
3
Dom.
Evalúa los siguientes límites:
f f
1
32) f x 3x 2 2 g x 1) lim x 3 4 x 1 sol. 4
3x 2 2 x 1
Sol. f g
3
+2 Dom. 2) lim 3x 1 5t 2 2 sol. 14
x 1
3x 2
2 2
x3 1
3) lim sol. 3
1 x 1 x 1
g f Dom.
27 x 36 x 2 14
4
t3 1 3
4) lim 2 sol.
f f t 1 t 1 2
33) f x x g x x 2 +5 x 2 x5 1
3
1
5) lim sol.
g x2 5 , x 0
2
Sol. f Dom. x 4 8
g f x5 Dom. , x 3x 1 1
2
f f 6) lim sol. 3
x 0
x x
2
x x 2 16 128
7) lim sol.
x 4 x5 x4 3
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6. Cálculo diferencial e integral
x h
2
x2 2x 1 2
8) lim sol. 2 x 31) lim sol.
x
h 0 h 3x 1
2
3
1 1 1 1 2h 2 1
9) lim sol. 32) lim sol.
h 0 h x h
x x2 h 0 h 2 2
10) lim
t 1
x 1 t 1
sol.
1
2
33) lim
x
9 x 2 x 3x sol.
1
6
1 1 ex 1
1 34) lim sol.
x 1 2e x
11) lim x sol. 1 2
x 1 x 1
2t 2 2
35) lim sol.
x2 x 6 x 0 t 4
12) lim sol. 5
x 2 x2
x x2
t2 9 6 36) lim sol. 3
13) lim 2 sol. 1 x
x 1
t 3 2t 7t 3 5
1
37) lim x h x3 sol.
3
4 h 16
2
h 0 h
14) lim sol. 8
h 0 h xh x
x2 1 38) lim sol.
15) lim 3 sol. h 0 h
x 2 x 8 12
x2 5x 4
9t 39) lim sol.
16) lim sol. 6 x 4 x 2 3 x 4
x 9
3 t
2 x 8
3
x2 40) lim sol.
17) lim sol. 0 x 0 x
x 2
x 4
2
x2 2x 1
x2 3 1 41) lim sol .
18) lim sol. x 1 x4 1
x 7 x7 6
1 1
1
1 1 42) lim 2 sol.
19) lim 4 x sol.
t 0 t t t
x 4 4 x 6
3 h
1
31
4 x 1 43) lim sol.
20) lim sol. h 0 h
x 16 16 x x 2 128
1 1 x2 9 5
21) lim sol.
1 44) lim sol.
x 4 x4
t 0
t 1 t t 2
x2
x 3 3 45) lim sol.
22) lim sol. x
9x2 1
x 3 x3 6
1 x x2 9 x6 x
23) lim sol.
1 46) lim sol
x 2 x 2 7 2
x x3 1
x 2 16 x3 2 x 3
24) lim sol. 32 47) lim sol .
x 4
x 2
x 5 2x2
x3 5 x x2 x 6
25) lim 3 sol.
1 48) lim sol .
x 2 x x 2 4 2
x 3 x2 9
4x4 5 x5 5
26) lim 2 sol. 2 49) lim sol .
x
x 2 2 x 2 1 x 0 x
x5 3
x 2 3x 1 50) lim sol .
27) lim sol. x 4 x4
x 4 x 2 5 4
x2 5x 4
x2 x 2 51) lim 2 sol.
28) lim 2 sol. 3 x 4 x 2 x 8
x 1 x 3 x 2
2 x 2
3x x 1 5 52) lim sol.
29) lim sol. x 0 x
x x 2 2x 6
2
4x 1
30) lim sol. 4
x
x2 1
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7. Cálculo diferencial e integral
x 1 2 x9
53) lim sol . 19) y
x 3 x3 4 x 3x 2
2
1 1 4
20) y
3 x x x 2
3
54) lim sol .
x 0 x
2 x
21) y
x 2 1 x
4 x
1.8 ASÍNTOTAS HORIZONTALES Y 22) y
x2 4
VERTICALES 2x 3
23) y 2
x 25
x3 x3 x 2 4 x
f x
1
1) Sol. x 2, x 5 24) y 3
x 3x 10
2
3 x 2 6 x 24
f x
x
Sol. y 1 x2 1
2) 25) y
x4 1
4
2 x 3x 2
2
x2 2 1 x4
3) f x 2 Sol. x 2, x 1 26) y
x x2 x2 x4
t 1 2e x
4) f t 2 Sol. no tiene 27) y
t 1 ex 5
x 2x2
5) f x 2 Sol. x 2, x 1 28) y
x x2 x2 1
x 2 2 x 15 8 x3
6) f x 3 Sol. no tiene 29) y
x 5x2 x 5 2x2
2x 1
7) f x Sol. y 2, x 2 30)
x4 4
y 3
x2 x 1
x3 x
8) f x 2 Sol. x 5
x 6x 5
1
9) f x 2 Sol. x 2, y 0 1.9 CONTINUIDAD DE FUNCIONES
x 4
1
10) f x 3 Encuentra los intervalos de continuidad de las siguientes
x x2 6x
Sol. x 3, x 0, x 2, y 0 funciones.
x 2 3x 2
11) f x 1
x2 2x 3 1) f x Sol. , 3 3,
Sol. x 2, x 1, y 1 x3
1
x4 2) f x 2 Sol. ,
12) f x Sol. x 4, y0 x 1
x 2 16
x2 4
x 3) f x Sol. , 2 2,
13) y y 1 x 4 x2
x4
x 1
x2 4) f x 3 Sol. ,1 1,
14) y x 2 x 1
x2 4
3
x3 1 5) f x 2 Sol. , 0 0,1 1,
15) y no tiene x x
x 1 x
2 x2 x 1 6) f x Sol. 2, 2
16) y y2 x 2 x 1 4 x2
x2 x 2
x
x2 4 7) f x Sol. , 3 3,
y x 3
3
17)
x2 1
x2
x3 1 8) f x Sol. x / x 2, 2
18) y x2 4
x3 x
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8. Cálculo diferencial e integral
x2 x 1 2
9) f x Sol. x / x 2, 5 10) f x Sol. f x
x 3x 10 x 1 x 1
2 2
x 1
10) f x 2 Sol. x / x 2,1
x x2
Encuentre la pendiente y la recta tangente a la
1 x2
11) f x Sol. gráfica de la función en el punto dado.
4 x2
x2 x 1
12) f x Sol.
x2 1 f x 3 2x
11) en -1, 5
2x 4
13) f x 2 Sol . Sol. m 2 Recta es y 2 x 3
x 16
12) f x x 4
2
en 1, 3
ln x
14) f x Sol . Sol. m 2 Recta es y 2 x 1
x2 6
2 ln 2 x 3 13) f x 3x x 2
en 0, 0
15) f x Sol. Sol. m 3 Recta es y 3 x
x 2 3x
16) f x ln 2 x 5 +2 x Sol. 14) f x
3
x 1 en 2, 2
2
1 1
17) f x + Sol. 3
x3 x Sol. m Recta es 2y 3 x 2
2
2x 4 f x 5 x2 2,1
18) f x Sol . 15) en
x2 4x 5
Sol. m 4 Recta es y 4 x 9
3x
19) f x Sol . f x x +1 2, 5
ln x 2 4
2
16) en
Sol. m 4 Recta es y 4 x 3
3x 5
20) f x 2 Sol . 17) f x x 3
en 2,8
x 2x
Sol. m 8 Recta es y 8 x 8
18) f x x en 1,1
DERIVACIÓN Sol. m
1
Recta es 2y x 1
2
4
2.1 DEFINICIÓN DE DERIVADA 19) f x x en 4, 5
x
Aplique la definición de derivada para encontrar 3
Sol. m Recta es 4y 3 x 8
f x 4
1) f x 2x 1 Sol. f x 2
2.2 RAZÓN DE CAMBIO
2) f x x 2 +5 Sol. f x 2x Resuelve los siguientes problemas.
1 2
3) f x Sol. f x 1) Una placa en forma de un triángulo equilátero se expande
2x 1 2 x 1
2
con el tiempo cada lado aumenta a razón constante de 2 cm/h
1
4) f x 2x 1 Sol. f x . ¿Con que rapidez crece el área cuando cada lado mide 8
2x 1 cm?.
x 1
5) f x Sol. f x
1 2x 1 2 x
2
6) f x 2 3x Sol. f x 3
7) f x 3 2x2 Sol. f x 4 x
1 1
8) f x Sol. f x
3 x 3 x
2
2) Un bote navega hacia un acantilado vertical como se
1 1 muestra en la figura. ¿Cómo están relacionadas las razones de
9) f x Sol. f x
cambio de x, s, ?.
x 1 x 1
3
2
Lic. Alberto Rodríguez M Página 8
9. Cálculo diferencial e integral
9) Una bola de nieve esférica se funde de tal modo que su
3
volumen de reduce a una velocidad de 1 cm / min ¿con
que velocidad disminuye el diámetro cuando mide 10 cm?
10) Una escalera de 10 pies de longitud descansa en un
3) Un insecto va a lo largo de un grafica de y x 2 4 x 1 ,
muro vertical si su extremo inferior se desliza alejándose de
en donde x, y se miden en cm, si la abscisa x, varia a razón la pared con una velocidad de 2 ft/s con que velocidad
constante de 3cm/min. ¿cuán rápido esta variando la cambia el ángulo formado entre la parte superior de la
ordenada en el punto (2,13). escalera y el muro cuando ese ángulo mide radianes.
4
4) Una partícula se mueve sobre la grafica de y 2 x 1 , de
manera que dx 4 x 4 . ¿cuál es el valor de dy cuándo
dt dt
x 8 ? 2.3 REGLAS DE DIFERENCIACIÓN
5) Un tanque de aceite en forma de cilindro circular de radio Utiliza las reglas de derivación para encontrar la
igual a 8m se está llenando según una razón constante de 10 derivada de las siguientes funciones.
m 3 / m . ¿Con que rapidez sube el nivel del aceite?
3 dy 6 x 3
1) f x Sol.
6) Una escalera de 15 pies se apoya sobre u muro de una x x 1
2
dx x 2 x 12
casa, el pie de la escalera se separa de la base del muro a
razón constante de 2 pie/min. ¿a qué razón se desliza la parte 3x dy 6 x 3 15
2) f x Sol.
x 7x 5 x3 7 x 5
3 2
superior de la escalera por el muro cuando el pie de la misma dx
esta a 5 pies del muro?
5 4 x 2 x5 dy 2 x5 4 x 2 25
3) f x Sol.
7) Un avión que vuela paralelo al nivel del suelo a una x3 dx x4
f x x 2 3x 4 3 x 2 3x 4 2 x 3
3 dy 2
velocidad constante de 600 mill/h, se aproxima a una 5)
estación de radar, si la altitud del avión es de 2 millas. ¿con dx
4 dy 3 3
f x 1 1 x 12 1 1 x 1 x
3 2
que rapidez decrece la distancia horizontal entre ellos es de 6)
dx
1.5 millas? Y
x 1
6
x 1
7
dy
7) f x Sol. 14
x 1 x 1
8
dx
dy 2 x 1 x 2 x 2
2
1 1
2
8) f x x 1
x x3 2 x
3
dx
1 2x2
9) f x x 1 x2 Sol. f x =
1 x2
x2 1 2x
10) f x Sol. f x =
8) el agua escapa por la parte inferior del depósito cónico x2 1
x 1
3
2 2
x2 1
que se muestra a continuación, a razón constante de
x 1 x2
1 pie 3 / min . ¿Con que rapidez varia el nivel del agua cuando 11) f x Sol. f x =
su altura. Sobre el fondo es de 6 pies? ¿a que razón cambia el x 2 x2 x 1
2x 1 23 24 x
radio del espejo de agua si 1
V r 2 h . 12) f x Sol. f x =
3x 4 3x 4
5 6
3
1 x 1 x
13) f x
3
x5
7 x 10 1 x 7 x 10 1 x
Sol. f x = 8
6x 3
1 x2
Lic. Alberto Rodríguez M Página 9