Ejercicio 6. Examen Final 6. Asíntotas, convergencia unifor… · Fonaments Matemàtics UPC Col·lecció d'Exàmens Resolts de Càlcul

Tema: Mètodes de demostració · Del examen Col·lecció d'Exàmens Resolts de Càlcul

Enunciado

6. Examen Final 6. Asíntotas, convergencia uniforme y fórmulas de Taylor

a.

Sea f(x)=(x2+1)e3x−x2f(x) = (x^2 + 1)e^{3x-x^2}. Hallar los límites en el infinito, demostrar que f′f' se anula en un único punto en todo su dominio y estudiar el número de soluciones de f(x)=1f(x) = 1.

b.

Dadas las sucesiones y desarrollos:

1. Hallar el límite puntual de fn(x)=(sin⁡x)nf_n(x) = (\sin x)^n en [0,π][0, \pi] y discutir si la convergencia es uniforme.

2. Hallar el desarrollo de Taylor en el origen hasta el orden 4 de f(x)=cos⁡(2x)1+x2f(x) = \frac{\cos(2x)}{1+x^2}.

c.

Determinar el carácter de convergencia de la serie ∑n=0∞(n!)2(2n)!\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(n!)^2}{(2n)!}.

d.

Calcular la integral ∫0π/2cos⁡(2x)cos⁡x dx\int_0^{\pi/2} \cos(2x) \cos x\, dx.

e.

Sea f(x)=x−∫1xcos⁡(sin⁡t) dtf(x) = x - \int_1^x \cos(\sin t)\, dt. Hallar los extremos absolutos de ff en el intervalo [1,4][1, 4].

f.

Analizar la convergencia de la integral impropia ∫0∞sin⁡xex2−1 dx\int_0^\infty \frac{\sin\sqrt{x}}{e^{x^2} - 1}\, dx.

Enunciado: Ejercicio 6. Examen Final 6. Asíntotas, convergencia unifor… · Fonaments Matemàtics UPC Col·lecció d'Exàmens Resolts de Càlcul

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Hallar los límites en el infinito, demostrar que f' se anula en un único punto en todo su dominio

Solución: lim⁡x→±∞f(x)=0\lim_{x\to\pm\infty} f(x) = 0 f′(x)=e3x−x2(3+3x2−2x3)f'(x) = e^{3x-x^2}(3 + 3x^2 - 2x^3) P(x)=3+3x2−2x3P(x) = 3 + 3x^2 - 2x^3 se anula exactamente una vez en c∈(1,2)c \in (1, 2).

a. estudiar el número de soluciones de f(x) = 1

Solución: 2

b. 1. Hallar el límite puntual de f_n(x) = (sin x)^n en [0, pi] y discutir si la convergencia es uniforme.

Solución: f(x)={1si x=π/20si x∈[0,π]∖{π/2}f(x) = \begin{cases} 1 & \text{si } x = \pi/2 \\ 0 & \text{si } x \in [0, \pi] \setminus \{\pi/2\} \end{cases} La convergencia no es uniforme.

b. 2. Hallar el desarrollo de Taylor en el origen hasta el orden 4 de f(x) = cos(2x)/(1+x^2).

Solución: 1−3x2+113x41 - 3x^2 + \frac{11}{3}x^4

c. Determinar el carácter de convergencia de la serie sum_{n=0}^infty (n!)^2 / (2n)!.

Solución: Convergente

d. Calcular la integral int_0^(pi/2) cos(2x) cos x dx.

Solución: 13\frac{1}{3}

e. Sea f(x) = x - int_1^x cos(sin t) dt. Hallar los extremos absolutos de f en el intervalo [1, 4].

Solución: Mínimo absoluto en x=1x = 1 (valor f(1)=1f(1) = 1); máximo absoluto en x=4x = 4.

f. Analizar la convergencia de la integral impropia int_0^infty (sin sqrt(x))/(e^(x^2) - 1) dx.

Solución: Divergente

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