practicecalculus
Límites y continuidad

Ejercicios resueltos de límites al infinito con soluciones

12 ejercicios de límites al infinito con respuestas y soluciones completas: funciones racionales, raíces cuadradas, exponenciales y asíntotas horizontales.

Límites y continuidad Actualizado 4 min de lectura

De un vistazo

\lim_{x\to\infty}\frac{a x^n + \cdots}{b x^n + \cdots} = \frac{a}{b}
Ejercicios
12, con respuestas y soluciones completas
Nivel
Cálculo 1 y AP Calculus AB, unidad 1
Necesitas
Saber que \frac{1}{x^p}\to 0 cuando x\to\infty para p > 0
Idea principal
Divide entre la mayor potencia de x del denominador y deja que los términos pequeños tiendan a 0
Practica con números nuevos
Lección de límites al infinito
En esta página
  1. Ejercicios
  2. Respuestas
  3. Soluciones paso a paso
  4. Errores comunes en estos ejercicios
  5. Sigue practicando

Estos ejercicios de límites al infinito empiezan con funciones racionales y siguen con raíces cuadradas, la forma \infty - \infty, exponenciales y asíntotas horizontales. Resuelve cada uno antes de comprobarlo. Las respuestas aparecen justo después de la lista, seguidas de las soluciones completas.

El atajo para funciones racionales, donde n es el grado del numerador y m el del denominador:

\lim_{x\to\pm\infty}\frac{\text{numerador}}{\text{denominador}} = \begin{cases} 0 & n < m \\ \dfrac{\text{coef. principal del numerador}}{\text{coef. principal del denominador}} & n = m \\ \pm\infty & n > m \end{cases}

Para entender el razonamiento, lee la guía de límites al infinito.

Ejercicios

Funciones racionales

  1. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{3x^2 + 2x}{5x^2 - 1}
  2. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{4x + 1}{x^2 + 3}
  3. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{x^3 - 2}{4x^2 + x}
  4. \displaystyle\lim_{x\to -\infty}\frac{2x^3 - x}{1 - 6x^3}

Raíces cuadradas

  1. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{\sqrt{9x^2 + 1}}{2x + 5}
  2. \displaystyle\lim_{x\to -\infty}\frac{\sqrt{9x^2 + 1}}{2x + 5}
  3. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\left(\sqrt{x^2 + 6x} - x\right)

Trigonométricas y exponenciales

  1. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{\sin x}{x}
  2. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\frac{2e^x + 3}{e^x - 1}
  3. \displaystyle\lim_{x\to -\infty}\frac{2e^x + 3}{e^x - 1}
  4. \displaystyle\lim_{x\to\infty}\arctan(x^2)

Asíntotas horizontales

  1. Halla todas las asíntotas horizontales de f(x) = \dfrac{5x - 2}{\sqrt{x^2 + 4}}.

Respuestas

Ejercicio Respuesta
1 \dfrac{3}{5}
2 0
3 \infty
4 -\dfrac{1}{3}
5 \dfrac{3}{2}
6 -\dfrac{3}{2}
7 3
8 0
9 2
10 -3
11 \dfrac{\pi}{2}
12 y = 5 (cuando x\to\infty) e y = -5 (cuando x\to -\infty)

Soluciones paso a paso

1. Los grados coinciden, así que divide numerador y denominador entre x^2:

\frac{3 + \frac{2}{x}}{5 - \frac{1}{x^2}} \;\to\; \frac{3 + 0}{5 - 0} = \frac{3}{5}

2. El denominador tiene mayor grado. Divide entre x^2:

\frac{\frac{4}{x} + \frac{1}{x^2}}{1 + \frac{3}{x^2}} \;\to\; \frac{0}{1} = 0

3. El numerador tiene mayor grado. Divide entre x^2:

\frac{x - \frac{2}{x^2}}{4 + \frac{1}{x}}

El numerador crece sin límite mientras el denominador tiende a 4, así que el límite es \infty.

4. De nuevo grados iguales. Divide entre x^3:

\frac{2 - \frac{1}{x^2}}{\frac{1}{x^3} - 6} \;\to\; \frac{2}{-6} = -\frac{1}{3}

Aquí la dirección -\infty no cambia la respuesta, porque todos los términos sobrantes siguen tendiendo a 0.

5. Saca x^2 fuera de la raíz. Para x > 0, \sqrt{x^2} = x:

\frac{x\sqrt{9 + \frac{1}{x^2}}}{x\left(2 + \frac{5}{x}\right)} = \frac{\sqrt{9 + \frac{1}{x^2}}}{2 + \frac{5}{x}} \;\to\; \frac{3}{2}

6. La misma función, pero ahora x < 0, así que \sqrt{x^2} = |x| = -x:

\frac{-x\sqrt{9 + \frac{1}{x^2}}}{x\left(2 + \frac{5}{x}\right)} = -\frac{\sqrt{9 + \frac{1}{x^2}}}{2 + \frac{5}{x}} \;\to\; -\frac{3}{2}

7. Es una forma \infty - \infty. Multiplica y divide por el conjugado:

\frac{(x^2 + 6x) - x^2}{\sqrt{x^2 + 6x} + x} = \frac{6x}{\sqrt{x^2 + 6x} + x}

Divide numerador y denominador entre x:

\frac{6}{\sqrt{1 + \frac{6}{x}} + 1} \;\to\; \frac{6}{1 + 1} = 3

8. Usa el teorema del sándwich. Como -1 \le \sin x \le 1, para x > 0:

-\frac{1}{x} \le \frac{\sin x}{x} \le \frac{1}{x}

Las dos funciones exteriores tienden a 0, así que el límite es 0.

9. Cuando x\to\infty, e^x es el término dominante. Divide entre e^x:

\frac{2 + 3e^{-x}}{1 - e^{-x}} \;\to\; \frac{2 + 0}{1 - 0} = 2

10. Cuando x\to -\infty, e^x\to 0, así que basta con sustituir ese valor:

\frac{2(0) + 3}{0 - 1} = -3

11. Cuando x\to\infty, x^2\to\infty, y \arctan u\to\frac{\pi}{2} cuando u\to\infty. Así que el límite es \frac{\pi}{2}.

12. Saca \sqrt{x^2} = |x| fuera de la raíz: \sqrt{x^2 + 4} = |x|\sqrt{1 + \frac{4}{x^2}}.

Cuando x\to\infty, |x| = x:

\frac{5x - 2}{x\sqrt{1 + \frac{4}{x^2}}} = \frac{5 - \frac{2}{x}}{\sqrt{1 + \frac{4}{x^2}}} \;\to\; 5

Cuando x\to -\infty, |x| = -x, lo que cambia el signo y da -5. La gráfica tiene dos asíntotas horizontales: y = 5 a la derecha e y = -5 a la izquierda.

Errores comunes en estos ejercicios

  • Escribir \frac{\infty}{\infty} = 1. En el ejercicio 1 numerador y denominador crecen, pero la respuesta es \frac{3}{5}. Divide entre la mayor potencia para ver qué pasa realmente.
  • Olvidar que \sqrt{x^2} = |x|. Los ejercicios 6 y 12 dan el signo equivocado si tratas \sqrt{x^2} como x cuando x es negativo.
  • Escribir \infty - \infty = 0. El ejercicio 7 parece que debería dar 0, pero el conjugado muestra que el límite es 3.
  • Suponer que ambas direcciones coinciden. Los ejercicios 9 y 10 usan la misma función y dan 2 y -3. Las exponenciales se comportan de forma muy distinta a cada lado.

Sigue practicando

Estos 12 ejercicios usan números fijos. Para practicar sin límite con números nuevos cada vez y corrección al instante, prueba la lección de límites al infinito y luego la práctica mixta de límites. Si un límite al infinito se convierte en \frac{\infty}{\infty} con exponenciales y logaritmos mezclados, los ejercicios de la regla de L'Hôpital muestran el método más rápido.

Practícalo ahora

Límites al infinito

Resuelve problemas reales de este tema con corrección al instante, pistas y una solución paso a paso para cada respuesta. Gratis y sin registro para empezar.

Practicar esta lección

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula un límite al infinito?

Divide cada término entre la mayor potencia de x del denominador. Términos como \frac{3}{x} y \frac{1}{x^2} tienden a 0, y lo que queda es el límite. En funciones racionales puedes ir directo a comparar los grados del numerador y del denominador.

¿Qué relación hay entre los límites al infinito y las asíntotas horizontales?

Si \lim_{x\to\infty} f(x) = L o \lim_{x\to -\infty} f(x) = L, la recta y = L es una asíntota horizontal. Una función puede tener dos asíntotas horizontales distintas, una a cada lado, como en el ejercicio 12.

¿Por qué el límite es distinto cuando x tiende a menos infinito?

Normalmente por una raíz cuadrada o una exponencial. \sqrt{x^2} = |x| es igual a -x para x negativo, y e^x\to 0 cuando x\to -\infty pero crece sin límite cuando x\to\infty. Los polinomios y las funciones racionales sin raíces suelen dar el mismo límite finito por ambos lados.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

Creamos lecciones interactivas de cálculo y escribimos cada página para que sea clara y correcta. ¿Has visto algo raro? Avísanos y lo corregiremos.