Análisis 2021 Andalucia
Cálculo de parámetros mediante asíntotas oblicuas
**EJERCICIO 1 (2.5 puntos)**
Se sabe que la gráfica de la función $f$ definida por $f(x) = \frac{ax^{2} + bx + 2}{x - 1}$ (para $x \neq 1$) tiene una asíntota oblicua que pasa por el punto $(1, 1)$ y tiene pendiente 2. Calcula $a$ y $b$.
Paso 1
Determinar la ecuación de la asíntota oblicua
El enunciado nos indica que la función $f(x)$ tiene una asíntota oblicua que pasa por el punto $(1, 1)$ y tiene pendiente $m = 2$.
La ecuación de una recta en su forma punto-pendiente es:
$$y - y_0 = m(x - x_0)$$
Sustituyendo el punto $(x_0, y_0) = (1, 1)$ y la pendiente $m = 2$:
$$y - 1 = 2(x - 1)$$
$$y - 1 = 2x - 2$$
$$y = 2x - 1$$
Por tanto, la asíntota oblicua es la recta de ecuación **$y = 2x - 1$**, donde identificamos la pendiente $m = 2$ y la ordenada en el origen $n = -1$.
💡 **Tip:** Recuerda que la ecuación de una asíntota oblicua siempre tiene la forma $y = mx + n$.
Paso 2
Calcular el parámetro $a$ mediante la pendiente $m$
Sabemos que la pendiente $m$ de la asíntota oblicua se calcula mediante el límite:
$$m = \lim_{x \to \pm\infty} \frac{f(x)}{x}$$
Sustituimos la función $f(x) = \frac{ax^2 + bx + 2}{x - 1}$:
$$m = \lim_{x \to \infty} \frac{\frac{ax^2 + bx + 2}{x - 1}}{x} = \lim_{x \to \infty} \frac{ax^2 + bx + 2}{x^2 - x}$$
Al ser un límite al infinito de un cociente de polinomios del mismo grado, el resultado es el cociente de los coeficientes principales:
$$m = \frac{a}{1} = a$$
Como sabemos que $m = 2$, igualamos:
$$\boxed{a = 2}$$
💡 **Tip:** En funciones racionales, si el grado del numerador es exactamente uno más que el del denominador, la pendiente $m$ de la asíntota oblicua es el cociente de los coeficientes de los términos de mayor grado.
Paso 3
Calcular el parámetro $b$ mediante la ordenada en el origen $n$
La ordenada en el origen $n$ de la asíntota oblicua se calcula mediante el límite:
$$n = \lim_{x \to \pm\infty} [f(x) - mx]$$
Ya conocemos $a = 2$ y $m = 2$, por lo que $f(x) = \frac{2x^2 + bx + 2}{x - 1}$:
$$n = \lim_{x \to \infty} \left[ \frac{2x^2 + bx + 2}{x - 1} - 2x \right]$$
Realizamos la operación de resta buscando el denominador común:
$$n = \lim_{x \to \infty} \frac{2x^2 + bx + 2 - 2x(x - 1)}{x - 1} = \lim_{x \to \infty} \frac{2x^2 + bx + 2 - 2x^2 + 2x}{x - 1}$$
$$n = \lim_{x \to \infty} \frac{(b + 2)x + 2}{x - 1}$$
El límite de esta expresión racional es el cociente de los coeficientes de $x$:
$$n = b + 2$$
Como determinamos en el primer paso que $n = -1$:
$$b + 2 = -1 \implies b = -1 - 2$$
$$\boxed{b = -3}$$
✅ **Resultado final:**
$$\boxed{a = 2, \quad b = -3}$$
💡 **Tip:** También podrías hallar $a$ y $b$ realizando la división polinómica de $ax^2+bx+2$ entre $x-1$. El cociente de dicha división es directamente la ecuación de la asíntota oblicua.