Análisis 2025 Madrid
Función con raíz: dominio, paridad, límites en $-\infty$ y recta tangente
**Pregunta 2.1.** Para la función $f(x)=\sqrt{x^2+3x}$, se pide:
a) (0.75 puntos) Determinar su dominio y estudiar su paridad.
b) (1 punto) Calcular los límites:
$$\lim_{x\to-\infty}\frac{f(x)}{x}\quad\text{y}\quad \lim_{x\to-\infty}\big(f(x)+x\big).$$
c) (0.75 puntos) Determinar la ecuación de la recta tangente a la gráfica de $f(x)$ para $x=1$.
Paso 1
Dominio y paridad
**a) Dominio.** Necesitamos que el radicando sea $\ge 0$:
$$x^2+3x\ge 0\quad\Longleftrightarrow\quad x(x+3)\ge 0.$$
Los ceros son $x=-3$ y $x=0$. El producto es no negativo fuera del intervalo entre los ceros:
$$x\le -3\quad\text{o}\quad x\ge 0.$$
Por tanto,
$$\boxed{\mathrm{Dom}(f)=(-\infty,-3]\cup[0,\infty).}$$
**Paridad.**
$$f(-x)=\sqrt{(-x)^2+3(-x)}=\sqrt{x^2-3x}.$$
En general $\sqrt{x^2-3x}\ne \sqrt{x^2+3x}$, por lo que $f$ **no es par**.
Tampoco es impar (no puede cumplir $f(-x)=-f(x)$ porque $f(x)\ge 0$ en su dominio).
$$\boxed{\text{$f$ no es par ni impar.}}$$
💡 **Tip:** Aunque el dominio no sea simétrico (aquí no lo es), puedes decidir la paridad comparando $f(-x)$ con $f(x)$.
Paso 2
Límite $\lim_{x\to-\infty}\dfrac{f(x)}{x}$
**b) Primer límite.**
Factorizamos $x^2$ dentro de la raíz:
$$\frac{\sqrt{x^2+3x}}{x}=\frac{\sqrt{x^2\left(1+\frac{3}{x}\right)}}{x}=\frac{|x|\,\sqrt{1+\frac{3}{x}}}{x}.$$
Cuando $x\to-\infty$, se cumple $|x|=-x$. Entonces:
$$\frac{|x|}{x}=\frac{-x}{x}=-1,$$
y además $\sqrt{1+\tfrac{3}{x}}\to 1$.
$$\boxed{\lim_{x\to-\infty}\frac{f(x)}{x}=-1.}$$
Paso 3
Límite $\lim_{x\to-\infty}(f(x)+x)$ mediante racionalización
**b) Segundo límite.**
Calculamos
$$\lim_{x\to-\infty}\big(\sqrt{x^2+3x}+x\big).$$
Racionalizamos:
$$\sqrt{x^2+3x}+x=\frac{(\sqrt{x^2+3x}+x)(\sqrt{x^2+3x}-x)}{\sqrt{x^2+3x}-x}
=\frac{x^2+3x-x^2}{\sqrt{x^2+3x}-x}
=\frac{3x}{\sqrt{x^2+3x}-x}.$$
En el denominador, factoriza $x^2$ y usa que $x\to-\infty$ (por tanto $|x|=-x$):
$$\sqrt{x^2+3x}-x=|x|\sqrt{1+\frac{3}{x}}-x=(-x)\sqrt{1+\frac{3}{x}}-x
=-x\left(\sqrt{1+\frac{3}{x}}+1\right).$$
Entonces
$$\sqrt{x^2+3x}+x=\frac{3x}{-x\left(\sqrt{1+\frac{3}{x}}+1\right)}=-\frac{3}{\sqrt{1+\frac{3}{x}}+1}.$$
Al hacer $x\to-\infty$, $\sqrt{1+\tfrac{3}{x}}\to 1$, y queda
$$\boxed{\lim_{x\to-\infty}(f(x)+x)=-\frac{3}{2}.}$$
💡 **Tip:** En límites del tipo $\sqrt{\cdot}+x$ (o $\sqrt{\cdot}-x$), la racionalización suele ser la vía más limpia.
Paso 4
Recta tangente en $x=1$
**c) Tangente.**
Primero, el punto de tangencia:
$$f(1)=\sqrt{1^2+3\cdot 1}=\sqrt{4}=2.$$
Derivamos:
$$f(x)=(x^2+3x)^{1/2}\quad\Rightarrow\quad f'(x)=\frac{1}{2}(x^2+3x)^{-1/2}(2x+3)=\frac{2x+3}{2\sqrt{x^2+3x}}.$$
Evaluamos en $x=1$:
$$f'(1)=\frac{2\cdot 1+3}{2\sqrt{4}}=\frac{5}{4}.$$
Ecuación de la tangente:
$$y-f(1)=f'(1)(x-1)\quad\Rightarrow\quad y-2=\frac{5}{4}(x-1).$$
$$\boxed{y=\frac{5}{4}x+\frac{3}{4}.}$$
💡 **Tip:** Para la tangente, basta con: (i) calcular $f(1)$, (ii) calcular $f'(1)$ y (iii) usar $y-y_0=m(x-x_0)$.