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Prueba de la acotación de una función

Dejemos que $|x|<1$ y $f(x)=\displaystyle\frac{e^{\frac{1}{1+x}}}{(|x|-1)^{-2}}.$

Es $f(x)$ ¿limitado?

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$f(x)=\displaystyle\frac{e^{\frac{1}{1+x}}}{(|x|-1)^{-2}}$ significa $(|x|-1)^{2} e^{\frac{1}{1+x}}$

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Matt Puntos 21

En primer lugar, hay que tener en cuenta que como esta función es continua en $(-1,1)$ sólo tenemos que comprobar el comportamiento en los puntos finales. A la derecha tenemos $f(1)=0$ pero en $x=-1$ se requiere más trabajo.

Puede ser más fácil ver lo que está pasando si hacemos la sustitución $u=\frac{1}{x+1}$ . Entonces en el denominador obtenemos $$(|x|-1)^{-2}=(-x-1)^{-2}=(x+1)^{-2}=\left(\frac{1}{x+1}\right)^2=u^2$$ cuando $-1<x<0$ . Por lo tanto, tenemos $$\lim_{x\to-1^+} f(x)=\lim_{u\to \infty}\frac{e^u}{u^2}$$ que es más fácil de analizar. La regla de L'Hopital, por ejemplo, muestra que este límite se aproxima $\infty$ . Por lo tanto, $f(x)$ no está acotado para $|x|<1$ .

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kryomaxim Puntos 1880

$|f(x)| \leq e^{\frac{1}{1+x}}$ porque el denominador es menor que 1.

Sólo para $x=-1$ obtendrá $\infty$ para la función exponencial, pero este valor está excluido. Por lo tanto, $f(x)$ está acotado para $|x| < 1$ .

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Creo que has querido decir que el denominador es mayor que 1. Pero lo más importante, ¿dices que $e^{\frac{1}{1+x}}$ está acotado en $(-1,1)$ ?

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Sí, la función exponencial está acotada en $(-1,1)$ . Lo siento, me he equivocado; ya que $|x| \in (-1,1)$ el denominador $(1-|x|)^{-2}$ es mayor que $0$ pero la expresión $(1-|x|)^2$ (obtenida al convertir el denominador en el numerador) también está acotada.

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La función exponencial $e^u$ está acotado para $u \in (-1, 1)$ . Pero si $u = \frac{1}{1+x}$ para $x \in (-1, 1)$ entonces $u \in \left(\frac{1}{2}, \infty\right)$ .

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