Análisis 2024 Andalucia
Asíntota oblicua y parámetros en una función racional
EJERCICIO 1. (2,5 puntos)
Sea $f$ la función definida por
$$f(x)=\frac{ax^3+bx^2+x-1}{x^2-1},\ \text{para } x\ne \pm 1.$$
Sabiendo que su gráfica tiene una asíntota oblicua que pasa por el punto $(0,1)$ y es paralela a la recta $y=2x$, calcula la asíntota oblicua y los valores de $a$ y $b$.
Paso 1
Identificar la forma de la asíntota oblicua
EJERCICIO 1. (2,5 puntos)
Sea $f$ la función definida por
$$f(x)=\frac{ax^3+bx^2+x-1}{x^2-1},\ \text{para } x\ne \pm 1.$$
Sabiendo que su gráfica tiene una asíntota oblicua que pasa por el punto $(0,1)$ y es paralela a la recta $y=2x$, calcula la asíntota oblicua y los valores de $a$ y $b$.
Si una recta es paralela a $y=2x$, entonces tiene la misma pendiente $2$.
Por tanto, la asíntota oblicua tiene forma
$$y=2x+n.$$
Además, pasa por $(0,1)$, así que
$$1=2\cdot 0+n\Rightarrow n=1.$$
Luego la asíntota oblicua debe ser **$\boxed{y=2x+1}$**.
Paso 2
División de polinomios para relacionar la asíntota con a y b
EJERCICIO 1. (2,5 puntos)
Sea $f$ la función definida por
$$f(x)=\frac{ax^3+bx^2+x-1}{x^2-1},\ \text{para } x\ne \pm 1.$$
Sabiendo que su gráfica tiene una asíntota oblicua que pasa por el punto $(0,1)$ y es paralela a la recta $y=2x$, calcula la asíntota oblicua y los valores de $a$ y $b$.
La asíntota oblicua de una función racional (grado 3 arriba y grado 2 abajo) se obtiene haciendo la división:
$$ax^3+bx^2+x-1=(\text{cociente})(x^2-1)+\text{resto}.$$
El cociente será de la forma $mx+n$ y coincide con la asíntota oblicua.
El primer término del cociente se obtiene con los términos de mayor grado:
$$\frac{ax^3}{x^2}=ax.$$
Así, la pendiente del cociente es $a$.
Como la asíntota es paralela a $y=2x$, su pendiente es $2$, luego
$$\boxed{a=2}.$$
Paso 3
Encontrar b imponiendo que el cociente sea 2x+1
EJERCICIO 1. (2,5 puntos)
Sea $f$ la función definida por
$$f(x)=\frac{ax^3+bx^2+x-1}{x^2-1},\ \text{para } x\ne \pm 1.$$
Sabiendo que su gráfica tiene una asíntota oblicua que pasa por el punto $(0,1)$ y es paralela a la recta $y=2x$, calcula la asíntota oblicua y los valores de $a$ y $b$.
Sustituimos $a=2$ en el numerador:
$$2x^3+bx^2+x-1.$$
Dividimos entre $x^2-1$:
1) Primer término: $2x$.
Multiplicamos:
$$(x^2-1)(2x)=2x^3-2x.$$
Restamos:
$$(2x^3+bx^2+x-1)-(2x^3-2x)=bx^2+3x-1.$$
2) Siguiente término: $b$.
Multiplicamos:
$$(x^2-1)b=bx^2-b.$$
Restamos:
$$(bx^2+3x-1)-(bx^2-b)=3x+(b-1).$$
Así,
$$f(x)=2x+b+\frac{3x+(b-1)}{x^2-1}.$$
La asíntota oblicua es el cociente $y=2x+b$.
Como ya sabemos que debe ser $y=2x+1$, se impone
$$b=1.$$
Conclusión final:
- Asíntota oblicua: **$\boxed{y=2x+1}$**.
- Parámetros: **$\boxed{a=2,\ b=1}$**.