Cálculo
Diferencial
•Introducción.
•Límites de funciones
reales de variable real.
•Teoremas sobre
límites. Cálculo de
límites
•2025-2
Descripción
general
1.Funciones reales de variable real.
•Límite a un número, límite al
infinito y asíntotas.
•Continuidad
•Teorema del valor intermedio y
aplicaciones
2.La derivada
•Recta tangente. Razones de
cambio relacionadas.
Aproximaciones lineales
•Reglas de derivación. Regla de la
cadena y consecuencias.
•Teorema de Rolle. Teorema del
valor medio
•Optimización
3.Introducción a las integrales y
aplicaciones
•Integral indefinida
•Problema de valor inicial con
ecuaciones de primer orden
•Aplicaciones
Funciones y
los números
reales
Repaso
Propiedades
algebraicas de los
números
ℕ⊂ℤ⊂ℚ⊂ℝ
Se definen las operaciones usuales de
suma +y multiplicación ∙.
•“Se podrá restar − y dividir ÷”.
•Se puede “ ordenar ≤ ” con los
“números positivos ??????” (cerrado con
la suma y el producto) y obtener
tricotomía:
ℝ=??????∪����∪{−�:�∈??????}.
Valor absoluto
La función
Definición. Una función es una regla que
asigna a cada número de un subconjunto
??????⊂ℝ un único número real �(�).
•El conjunto ?????? es llamado el domino de
la función
•El rango viene dado por
{��:�∈??????}.
•El gráfico es el conjunto de pares
ordenados
{�,��:�∈??????}
La función: representación
Palabras
A cada número real se
le asigna el cuadrado
de dicho número
Gráfica
Formula
��=�
2
Tabla
Ejemplo de funciones
Ejemplo 1 ��=4−�
2
con |�|≤2.
El dominio es �:−2≤�≤2 y el rango es el intervalo y:0≤y≤2=0,2.
Ejemplo 2 La función de Dirichlet
��=ቊ
0� �� ??????����??????����
1� �� ���??????����
en ℝ.
Está definido en todos los reales y su rango es el conjunto de dos elementos {0,1}
Ejemplo 3 La función signo
��=ቐ
−1�<0
0�=0
1�>0
en ℝ.
Está definido ℝ y su rango es el conjunto {−1,0,1}
Ejemplo 4 Función polinomial
��=�
0�
??????
+�
1�
??????−1
+⋯+�
??????,�
0≠0 �
� ����������.
Gráficas
•Intervalos de longitud finita: cerrado, abierto y semi-abiertos
•Intervalos ilimitados
•Intervalos y valor absoluto
Gráficas
•Plano cartesiano
•Distancia
•Gráfico de una función
Gráficas
•Monóntonas
•Simetría con los ejes
•Traslaciones
Las funcione: familias
•Operaciones
�+�, �−�, �∙�,
�
�
•Composición
(�∘�)(�)=�(�(�))
•Polinomiales, potencias y racionales
??????
0��
??????
+??????
1��
??????−1
+⋯+??????
??????�=0
??????
�(�) son polinomios (algebraicas)
•Funciones trigonométricas y sus inversas
•Funciones exponenciales y logarítmicas
•El número � y las funciones hiperbólicas
Funciones: verdadero y falso [4]
Quiz de entrada
Límites al
infinito.
Asíntotashorizontales
Límites al infinito
Ejemplo Considere
��=
1
??????
2
¿Qué sucede con los valores de ??????(??????)
cuando ?????? crece indefinidamente?
Los valores de �(�) tienden a cero,
cuando � crece
Límites al infinito
•Los valores de ��=
1
??????
2
tienden
a cero, cuando � crece
indefinidamente.
��=�(−�)
•Los valores de ��=
1
??????
2
también
tienden a cero, cuando � decrece
indefinidamente.
¿Qué sucede con los valores de ??????(??????)
cuando ?????? crece indefinidamente?
Los valores de �(�) tienden a uno,
cuando � se aleja indefinidamente de
cero.
Límites al
infinito:
definición
Sea �:(�,+∞)→ℝ, una función y �∈ℝ
•Se dice que � es el límite de �(�) cuando �→ +∞ y
se escribe:
�=lim
??????→ +∞
�(�)
para indicar que los valores �(�) están arbitrariamente
cercanos de � cuando x es suficientemente grande.
•Dado �>0,∃�>0 tal que
Si �>�⇒��−�<�.
Límitesal infinito
Ejemplo Mostrar que ��=
??????
2
−1
??????
2
+1
, definida en
(1,+∞) satisface
lim
??????→∞
�(�)=1.
Solución.
||��−1=ቤ ቤ
−2
�
2
+1
•Dado �>0,∃�>0 tal que �>
2
??????
.
•Como �<�
2
+1 se cumple
Si �>�⇒ቚቚ
−2
??????
2
+1
<
2
??????
<
2
�
<�.
lim
??????→ +∞
�(�)∉ℝ
��=sin(�)
•la función oscila frecuentemente cuando la
variable se aleja indefinidamente de cero.
lim
??????→ +∞
�(�)∉ℝ
��=sin(�)
•la función oscila frecuentemente cuando la
variable se aleja indefinidamente de cero.
��=�
??????
•la función crece indefinidamente, cuando la
variable crece.
Límites al infinito: lim
??????→−∞
�(�)=�
Resulta do de ima g en pa ra ima g enes del limite a l menos infinito
Sea �:(−∞,�)→ℝ, una función y K ∈ℝ.
•Se dice que � es el límite de �(�)
cuando �→ −∞ y se escribe:
K=lim
??????→ −∞
�(�)
para indicar que los valores �(�) están
arbitrariamente cercanos de � cuando
�=−� es suficientemente grande.
•Dado �>0,∃�>0 tal que
Si �<−�⇒��−�<�.
Límite al infinito
Ejemplo Mostrar que ��=�
??????
, definida en
(−∞,−1) satisface
lim
??????→−∞
�(�)=0.
Solución. 1>�>0,∃�>0 tal que
�
−�
=�
Si �<−�⇒��−0=�
??????
<�
−�
=�.
Límite al infinito
Ejemplo Mostrar que ��=
??????+??????
�
??????
, definida en (−∞,+∞)
satisface
lim
??????→−∞
�(�)=0.
Solución. Para �<0
��=0
Límite al infinito
Ejemplo Mostrar que ��=
??????
??????+1
satisface lim
??????→∞
�(�)=1.
Solución��−1=ቚቚ
−1
??????+1
<
1
??????
Dado 1>�>0,∃�>
1
??????
2
tal que
�>�⇒�>
1
�
⇒��−1<
1
�
<�.
Observación �=
1
2
existe ෩�>0 tal que
�>෩�⇒1−
1
2
=
1
2
<
�
�+1
<
3
2
=1+
1
2
Límite al infinito: propiedades
1.Si � es un entero positivo cualquiera, entonces
i) lim
??????→+∞
1
??????
??????
Límite al
infinito
Una forma de calcular los límites
cuando �→+∞ ó �→−∞ es
dividiendo tanto el numerador como
el denominador, entre la mayor
potencia de x que aparece en la
expresión y luego aplicar las
propiedades dadas en las
proposiciones anteriores.
Límite al infinito: propiedades
Sean f y g definidas en (a,+∞) y (b,+∞), respectivamente.
Si lim
x→ +∞
fx=L y lim
x→ +∞
gx=M,
a) lim
??????→+∞
���=��,����������.
b) lim
??????→+∞
��±�(�)=�±�
c) lim
??????→+∞
���(�)=��
d) lim
??????→+∞
�??????
�(??????)
=
�
�
,�??????�≠0.
Nota: Cuando ??????→−∞ se obtienen propiedades similares
Límite al
infinito: asíntota
horizontal
Definición. Sea � una función definida en un intervalo
de longitud infinita. La recta �=� es una asíntota
horizontal para �=�(�) si
�=lim
??????→ +∞
�(�) o bien �=lim
??????→−∞
�(�)
Límite al
infinito:
asíntota
horizontal
Ejemplo Como
lim
??????→−∞
�
??????
=0,
la recta �=0 es una asíntota horizontal de �=�
??????
.
Límite al
infinito:
asíntota
horizontal
Ejemplo Como
lim
??????→∞
tan
−1
�=
??????
2
�lim
??????→−∞
tan
−1
�=
−??????
2
,
la función �=tan
−1
� tiene dos asíntotas
horizontales.
Límite al infinito:
asíntota
horizontal
Ejemplo Como
lim
??????→∞
�
2
−1−�=lim
??????→∞
−1
�
2
−1+�
=0
el eje �=0 es una asíntota horizontal
Limite infinito:
lim
??????→ ∓∞
ℎ�=+∞
•Sea �:(�,+∞)→ℝ,
lim
??????→ +∞
��=+∞:
dado A>0,∃�>0 tal que
Si �>�⇒��>�.
•Sea g:(−∞,�)→ℝ,
lim
??????→−∞
��=+∞:
dado A>0,∃�>0 tal que
Si �<−�⇒��>�.
Limite infinito: lim
??????→ ∓∞
ℎ�=+∞
Limite infinito: lim
??????→ ∓∞
ℎ�=−∞
Existe un significado análogo para los símbolos
•lim
??????→ +∞
��=−∞
∀B>0,∃�>0 : Si �>�⇒��<−�.
•lim
??????→−∞
��=−∞
∀B>0,∃�>0 : Si �<−�⇒��<−�.
Límite de funciones
Introducción
Límites:
descripción
numérica y
gráfica
Ejemplo Comportamiento de la función
��=�
2
−�+2
cerca de �=2.
¿Qué sucede con los valores de ??????(??????) cuando
?????? se aproxima de ??????=�?
Los valores de �(�) cuando x→2 se
aproximan de 4.
Límites: descripción
numérica y gráfica
Ejemplo Comportamiento de la
función
��=
sin(�)
�
cerca de �=0.
¿Qué sucede con los valores de ??????(??????)
cuando ?????? se aproxima de ??????=�?
Los valores de �(�) cuando x→0 se
aproximan de 1 (laterales).
Límites: descripción numérica y
gráfica
Ejemplo Comportamiento de la función
��=sin
??????
�
cerca de �=0.
¿Qué sucede con los valores de ??????(??????) cuando ??????
se aproxima de ??????=�?
Los valores de �(�) cuando x→0 no se
aproximan de un determinado valor.
Observación
�
1
10
??????
=sin10
??????
??????=0
Límites: descripción
numérica y gráfica
Ejemplo Comportamiento de la función
�ℎ=
�
ℎ
−1
ℎ
cerca de �=0.
¿Qué sucede con los valores de ??????(??????)
cuando ?????? se aproxima de ??????=�?
Los valores de �(h) cuando x→0 se
aproximan de 1.
Límites: descripción
numérica y gráfica
Ejemplo Comportamiento de la
función
��=
�−1
�
2
−1
cerca de �=1.
¿Qué sucede con los valores de
??????(??????) cuando ?????? se aproxima de
??????=�?
Los valores de �(�) cuando x→
1 se aproximan de 0.5.
Límites:
descripción
numérica y
gráfica
Definición intuitiva Sean �:??????⊂ℝ→ℝ y �∈ℝ un
punto de acumulación para ??????. Escribimos
lim
??????→??????
��=�
si podemos hacer que los valores de �(�) se acerquen
arbitrariamente a �∈ℝ, tanto como queramos,
tomando valores de x∈?????? suficientemente cerca de c,
pero no iguales a �.
Límites: descripción numérica y gráfica
Ejemplo
lim
??????→2
3=3,
Ejemplo Muestre que
lim
x→5
9−3x=−6
Solución Sea �x=9−3x. Se debe probar que ��+6 es pequeño cuando
� está cerca de 5, es decir la distancia �−5>0 es pequeña
��+6=9−3�−−6=−3�+15=−3�−5=3|�−5|.
De este modo, si �−5>0 es muy pequeño, valor ��+6 también lo será. Es
decir,
si 0<�−5<
??????
3
=� ⇒��+6= 3|�−5| <�.
Límites:
descripción
gráfica
Ejemplos Calcule
lim
??????→0
�(�) usando el
siguiente gráfico de la
función
Límite: observaciones
• No podemos calcular
lim
??????→−2
�
porque el dominio es el intervalo [0, ∞); por tanto, no puede tomar
valores que se acerquen a −2.
•Sin embargo, si podemos calcular
lim
??????→3
??????
2
−9
??????
2
−5??????+6
,
aunque 3∉??????=ℝ−{2,3}, si podemos tomar valores del dominio tan
próximos a 3 como queramos.
Límite: punto de acumulación
•DefiniciónSi D⊂ℝ,elelemento�∈ℝes un punto de acumulaciónde D, sicada
intervaloabierto??????=]�−�,�+�[, la intersección
??????∩(??????−�)≠∅
•Notación.D′: lospuntos de acumulaciónde D
•z∈??????′es equivalentea decirque cada??????=]�−�,�+�[satisface
??????∩??????−���??????��??????�??????��.
•z∈??????′es equivalentea decirque porcada�∈ℕ,existeun punto �
??????∈??????talque
0<�
??????−�<
1
�
.
•El complementode D′es siempreun conjunto abierto.
Límites laterales:
�:??????⊂ℝ→ℝy �∈ℝun
punto de acumulación de ??????.
•lim
??????→??????−
��=�
•Si los valores de �(�)se
acercan arbitrariamente a �∈ℝ,
tanto como queramos, tomando
valores de x∈??????suficientemente
cerca de a, pero menoresque�.
Límites laterales:
�:??????⊂ℝ→ℝy �∈ℝun
punto de acumulación de ??????.
•lim
??????→??????+
��=�
•Si losvaloresde �(�)se
acercanarbitrariamentea �∈ℝ,
tanto comoqueramos, tomando
valoresde x∈??????suficientemente
cercade �, peromayoresque�.
Límites laterales
•EjemploEstudiarloslímiteslaterales
de
��=
�
|�|
cuando�→0
Solución
•�<0,��=−1
•lim
??????→0−
��=−1
•�>0,��=1
•lim
??????→0+
��=1
•Los limiteslateralesno son iguales, por
esono existelim
??????→0
��
•Teorema Sea una función tal que el
intervalo abierto ]�−�,�+�[⊂??????. Se
cumple:
•lim
??????→??????
��=�
•si y solo si
•lim
??????→??????+
��=��lim
??????→??????−
��=�
Límites
Ejemplo. Estudiar los límites y los
limites laterales en c=0,2,4 de la
función dada por la figura
Límites
Ejemplo. Estudiar los límites y los
limites laterales en c=0,2,4 de la
función dada por la figura
Limites
Ejemplo Muestre que
lim
??????→2+
�
2
−4
�−2
∉ℝ
Solución Para valores mayores que 2
se tiene
�−2=(�−2)
2
Cálculo de
límites
Propiedades algebraicas
Límite: unicidad
Teorema. Considere c∈ℝ un punto de acumulación del
dominio de �. Si
lim
??????→??????
�(�)=� � lim
??????→??????
�(�)=�,
entonces �=�
Límite: Propiedades
Propiedades. Las siguientes reglas se cumplen si �,�,� son números
reales y
Límite: propiedad
•Teorema. Sean ���dos
funcionestales que
•lim
??????→??????
�(�)=0
•∃�>0��������<�,
∀�∈�−�,�+�−{�}
•Entonces
•lim
??????→??????
����=0.
•Ejemplo. Muestre que
•lim
??????→1
1−�(
)
����+
���2�=0.
•lim
??????→0+
��
sin(??????/??????)
=0
Referencias
El Cá lculo. S étima edición
Cá lculo. Una v a ria ble
Cá lculo de una V a ria ble: tra scendentes tempra na s
1.-Apostol T. Calculus. Barcelona Ed. 1973 Reverte
2.- LEITHOLD, Louis. 1998 El Cálculo. Sétima edición. México D.F.: Oxford University
Press.
3.- ROGAWSKI, Jon. 2012 Cálculo. Una variable. Segunda Edición. Barcelona: Editorial
Reverté.
4.- STEWART, JAMES 2012 Cálculo de una Variable: trascendentes tempranas. Sétima
edición. México: Cengage Learning
5.- MICHAEL SPIVAK. Calculus. Editorial Reverté, Barcelona, 3ra. edición, 2012.
Disponible en biblioteca, ID: 10325