125 Encuentra los valores de los números a y b para
que las siguientes funciones sean continuas en tod
los números reales.
a) \( f(x)=\left\{\begin{array}{ll}|2-x| & \text { si } x \leq 2 \\ \frac{x}{b} & \text { si } 24\end{array}\right. \)
b) \( f(x)=\left\{\begin{array}{ll}x^{2}+2 b x+4 & \text { si } x<1 \\ a x+5 & \text { si } 1 \leq x \leq 2 \\ \frac{3 x-1}{x} & \text { si } x>2\end{array}\right. \)
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The Deep Dive
Para que la función \( f(x) \) sea continua en todos los números reales, debemos asegurarnos de que no haya saltos en los puntos donde cambia la definición de la función. Esto significa que los límites laterales en esos puntos deben ser iguales y también deben coincidir con el valor de la función en ese punto. a) Para el intervalo \( x = 2 \), debemos igualar los límites: \[ \lim_{x \to 2^-}f(x) = |2-2| = 0 \] Y también: \[ \lim_{x \to 2^+}f(x) = \frac{2}{b} \] Para que la función sea continua en \( x = 2 \), debemos establecer \( \frac{2}{b} = 0 \), que no es posible, lo cual significa que debemos revisar el límite en \( x = 4 \). En \( x = 4 \): \[ \lim_{x \to 4^-}f(x) = \frac{4}{b} \] y \[ f(4) = a \] De aquí, para continuidad en \( x = 4 \), se tiene que \( a = \frac{4}{b} \). Para \( x > 4 \) no hay un cambio en la función, ya que se mantiene constante en \( a \). b) En el punto \( x = 1 \): \[ \lim_{x \to 1^-}f(x) = 1^2 + 2b(1) + 4 = 1 + 2b + 4 = 5 + 2b \] Y \[ \lim_{x \to 1^+}f(x) = a(1) + 5 = a + 5 \] Para que la función sea continua en \( x = 1 \): \[ 5 + 2b = a + 5 \] Lo que implica que \( a = 2b \). En el punto \( x = 2 \): \[ \lim_{x \to 2^-}f(x) = 2^2 + 2b(2) + 4 = 4 + 4b + 4 = 8 + 4b \] Y \[ \lim_{x \to 2^+}f(x) = \frac{3(2) - 1}{2} = \frac{6 - 1}{2} = \frac{5}{2} \] Para la continuidad en \( x = 2 \): \[ 8 + 4b = \frac{5}{2} \] Resolviendo para \( b \), multiplicamos por 2: \[ 16 + 8b = 5 \] Por lo tanto, \( 8b = 5 - 16 \) resulta en \( 8b = -11 \), \( b = -\frac{11}{8} \). Finalmente, usando \( a = 2b \): \[ a = 2 \times -\frac{11}{8} = -\frac{22}{8} = -\frac{11}{4}. \] Entonces, los valores son \( a = -\frac{11}{4} \) y \( b = -\frac{11}{8} \).