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Question 1Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = (x² − 9)/(x − 3) para x ≠ 3. ¿Cuál es el valor de lim_{x→3} f(x)?
- No existe, porque f no está definida en x = 3
- 3
- 6 Correct answer.
- 0
Explanation
Al factorizar el numerador se obtiene (x − 3)(x + 3), de modo que para x ≠ 3 la función coincide con x + 3. El límite es entonces 3 + 3 = 6, independientemente de que f(3) no exista. La discontinuidad es evitable.
Question 2Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿Cuál es el valor de lim_{x→∞} (3x² − 5x + 1)/(2x² + 7)?
- ∞
- 3/2 Correct answer.
- −5/7
- 0
Explanation
Cuando el grado del numerador y del denominador coinciden, el límite en el infinito es el cociente de los coeficientes de mayor grado. Aquí es 3/2, y los términos de menor grado son despreciables.
Question 3Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
La función f(x) = 1/(x − 2)² tiene en x = 2 una discontinuidad de tipo:
- Evitable
- Asintótica (infinita) Correct answer.
- De salto finito
- De salto infinito con límites laterales finitos y distintos
Explanation
Al acercarse a x = 2 el denominador tiende a 0 por la derecha (es un cuadrado, siempre positivo), por lo que f(x) → +∞. El límite no es finito y la recta x = 2 es una asíntota vertical.
Question 4Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x³ − 3x. ¿En qué puntos se anula f′(x)?
- x = −√3 y x = √3
- Solo x = 0
- x = −1 y x = 1 Correct answer.
- x = 3
Explanation
La derivada es f′(x) = 3x² − 3 = 3(x² − 1), que se anula cuando x² = 1, es decir, en x = −1 y x = 1. Estos son los puntos críticos donde la tangente es horizontal.
Question 5Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿Cuál es la derivada de f(x) = x·ln(x) para x > 0?
- x·ln(x) + 1
- ln(x) + 1 Correct answer.
- 1/x
- ln(x)
Explanation
Aplicando la regla del producto con u = x y v = ln(x): f′ = 1·ln(x) + x·(1/x) = ln(x) + 1. El término x·(1/x) se simplifica a 1.
Question 6Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule ∫_{0}^{1} (3x² + 2x) dx.
- 3
- 2 Correct answer.
- 1
- 5/2
Explanation
Una primitiva es x³ + x². Evaluando entre 0 y 1 se obtiene (1 + 1) − (0 + 0) = 2. La regla de Barrow exige restar el valor en el extremo inferior.
Question 7Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿Cuál es el valor de lim_{x→0} (sen x)/x?
- 0
- No existe
- ∞
- 1 Correct answer.
Explanation
Es un límite fundamental del cálculo: el cociente sen x / x tiende a 1 cuando x tiende a 0, con x en radianes. Geométricamente expresa que sen x ≈ x para x pequeño.
Question 8Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
La recta tangente a y = x² en el punto x = 2 tiene pendiente:
- 1/4
- 4 Correct answer.
- 2
- 8
Explanation
La pendiente de la tangente es la derivada evaluada en el punto: y′ = 2x, de modo que en x = 2 vale 4. La ecuación sería y − 4 = 4(x − 2).
Question 9Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = (x² − 1)/(x − 1) si x ≠ 1, y f(1) = k. ¿Qué valor de k hace f continua en x = 1?
- Ningún valor de k la hace continua
- k = 1
- k = 2 Correct answer.
- k = 0
Explanation
Para x ≠ 1, f(x) = x + 1, cuyo límite en x = 1 es 2. La continuidad exige f(1) = lim_{x→1} f(x), por lo que k debe ser 2.
Question 10Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
La función f(x) = x³ − 3x es creciente en:
- (0, +∞)
- Todo ℝ
- (−∞, −1) ∪ (1, +∞) Correct answer.
- (−1, 1)
Explanation
f′(x) = 3x² − 3 = 3(x − 1)(x + 1), que es positivo fuera del intervalo [−1, 1]. Por tanto f crece en (−∞, −1) y en (1, +∞), y decrece entre −1 y 1.
Question 11Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→0} (1 − cos x)/x².
- ∞
- 1/2 Correct answer.
- 0
- 1
Explanation
Multiplicando por el conjugado, (1 − cos x)/x² = sen²x / (x²(1 + cos x)), y como sen x / x → 1 y 1 + cos x → 2, el límite es 1/2. También se obtiene con la regla de L'Hôpital aplicada dos veces.
Question 12Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea F(x) = ∫_{0}^{x} (t² + 1) dt. ¿Cuánto vale F′(x)?
- x² + 1 Correct answer.
- 2x
- (x³/3) + x
- x²
Explanation
Por el teorema fundamental del cálculo, la derivada de una integral definida con límite superior variable es el integrando evaluado en ese límite. Así F′(x) = x² + 1.
Question 13Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿En qué puntos tiene f(x) = x³ − 3x² + 4 puntos de inflexión?
- x = 0 y x = 2
- x = 2
- x = 1 Correct answer.
- No tiene puntos de inflexión
Explanation
f″(x) = 6x − 6, que se anula en x = 1 y cambia de signo allí (negativa antes, positiva después). Por tanto hay un único punto de inflexión en x = 1.
Question 14Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule el área del recinto limitado por la parábola y = x² y la recta y = 4.
- 16/3
- 32/3 Correct answer.
- 64/3
- 8
Explanation
Los cortes son x = −2 y x = 2, donde x² = 4. El área es ∫_{−2}^{2} (4 − x²) dx = [4x − x³/3] de −2 a 2 = (8 − 8/3) − (−8 + 8/3) = 32/3.
Question 15Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x/(x² + 1). ¿Cuál es su asíntota horizontal cuando x → +∞?
- y = 1/2
- No tiene asíntota horizontal
- y = 0 Correct answer.
- y = 1
Explanation
El grado del denominador (2) supera al del numerador (1), por lo que el cociente tiende a 0 cuando x → ±∞. La recta y = 0 es asíntota horizontal por ambos lados.
Question 16Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Aplicando la regla de L'Hôpital, lim_{x→0} (e^x − 1 − x)/x² es igual a:
- 2
- 1
- 1/2 Correct answer.
- 0
Explanation
El cociente es 0/0. Derivando numerador y denominador: (e^x − 1)/(2x), aún 0/0; derivando otra vez: e^x/2 → 1/2. Es necesario aplicar L'Hôpital dos veces.
Question 17Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
La función f(x) = |x − 3| en x = 3 presenta:
- Continuidad pero no derivabilidad Correct answer.
- Discontinuidad de salto
- Derivabilidad con f′(3) = 0
- Discontinuidad evitable
Explanation
El valor absoluto es continuo en todo ℝ, pero en el punto donde se anula el argumento la gráfica tiene un pico. Las derivadas laterales valen −1 y 1, distintas, por lo que no existe f′(3).
Question 18Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Halle el máximo absoluto de f(x) = x³ − 3x en el intervalo [0, 2].
- 2, en x = 2 Correct answer.
- −2, en x = 1
- 0, en x = 0
- 4, en x = 2
Explanation
Los candidatos son los extremos y los puntos críticos interiores. f(0) = 0, f(1) = −2 y f(2) = 2; el mayor valor es 2, alcanzado en x = 2. En x = 1 hay un mínimo local.
Question 19Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = ln(x² + 1). Su derivada es:
- ln(2x)
- 2x/(x² + 1) Correct answer.
- 1/(x² + 1)
- 2x
Explanation
Por la regla de la cadena, la derivada de ln(u) es u′/u. Con u = x² + 1 y u′ = 2x se obtiene 2x/(x² + 1).
Question 20Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule ∫ x·e^x dx.
- (x²/2)·e^x + C
- e^x + C
- x·e^x + e^x + C
- x·e^x − e^x + C Correct answer.
Explanation
Integrando por partes con u = x y dv = e^x dx, resulta x·e^x − ∫ e^x dx = x·e^x − e^x + C. Conviene elegir u como el polinomio para que baje de grado.
Question 21Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x⁴ − 2x². Determine la naturaleza del punto crítico x = 0.
- Mínimo local
- Punto de inflexión sin extremo
- No es punto crítico
- Máximo local Correct answer.
Explanation
f′(x) = 4x³ − 4x = 4x(x² − 1), que se anula en x = 0, ±1. Como f″(x) = 12x² − 4, en x = 0 se tiene f″(0) = −4 < 0, luego es un máximo local.
Question 22Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x³ + ax. ¿Para qué valores de a es f estrictamente creciente en todo ℝ?
- a > 0 Correct answer.
- Para ningún valor de a
- a ≥ 0
- a < 0
Explanation
f′(x) = 3x² + a. Para que sea positiva en todo ℝ hace falta a > 0, ya que el mínimo de 3x² es 0 y se alcanza en x = 0. Si a = 0 la derivada se anula en x = 0 y la monotonía estricta falla.
Question 23Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Si lim_{x→2} f(x) = 5 y f(2) = 3, ¿qué se puede afirmar sobre f en x = 2?
- Tiene una asíntota vertical
- Tiene una discontinuidad de salto
- Es continua y derivable
- Tiene una discontinuidad evitable Correct answer.
Explanation
El límite existe y es finito, pero no coincide con el valor de la función, ya que 5 ≠ 3. Esa discrepancia define una discontinuidad evitable, que se elimina redefiniendo f(2) = 5.
Question 24Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→+∞} (√(x² + 3x) − x).
- 0
- 3/2 Correct answer.
- 3
- ∞
Explanation
Multiplicando por el conjugado: (3x)/(√(x² + 3x) + x). Dividiendo numerador y denominador entre x se obtiene 3/(√(1 + 3/x) + 1) → 3/2. No es una resta infinita sino una indeterminación ∞ − ∞.
Question 25Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea F(x) = ∫_{0}^{x²} sen(t) dt. ¿Cuánto vale F′(x) en x = √(π/2)?
- 0, porque sen(t) es periódica
- cos(x²), que en ese punto vale 0
- sen(x²), que en ese punto vale 1
- 2x, que en ese punto vale √(2π) Correct answer.
Explanation
Aplicando el teorema fundamental junto con la regla de la cadena, F′(x) = sen(x²)·2x. En x = √(π/2) se tiene sen(π/2) = 1, luego F′ = 2√(π/2) = √(2π).
Question 26Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→+∞} (3x² − 5x + 2)/(2x² + x − 1).
- −5
- +∞
- 3/2 Correct answer.
- 0
Explanation
En un cociente de polinomios del mismo grado, el límite en +∞ es el cociente de los coeficientes líderes: 3/2. Los términos de menor grado son despreciables frente a x².
Question 27Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
La función f(x) = 1/(x − 2)² tiene en x = 2 una asíntota vertical. ¿Cómo se comporta f(x) cuando x → 2?
- f(x) → +∞ por ambos lados Correct answer.
- f(x) → 0
- f(x) → −∞ por ambos lados
- f(x) tiene límites laterales finitos distintos
Explanation
El denominador (x − 2)² es siempre positivo y tiende a 0⁺, de modo que el cociente crece sin cota por la izquierda y por la derecha. Por eso el límite lateral es +∞ en ambos casos.
Question 28Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿Cuál es la derivada de f(x) = sen(x²)?
- 2x·cos(x²) Correct answer.
- −2x·cos(x²)
- 2x·sen(x²)
- cos(x²)
Explanation
Se aplica la regla de la cadena: la derivada del seno es el coseno y hay que multiplicar por la derivada del argumento x², que es 2x. El resultado es 2x·cos(x²).
Question 29Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule ∫ (2x + 1)⁵ dx.
- (2x + 1)⁶/6 + C
- (2x + 1)⁶ + C
- (2x + 1)⁶/12 + C Correct answer.
- 5(2x + 1)⁴ + C
Explanation
Al integrar una potencia de una función lineal se divide por el exponente incrementado y también por la derivada interna 2. Así se obtiene (2x + 1)⁶/(6·2) + C.
Question 30Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x²·ln x definida para x > 0. ¿Cuál es f′(x)?
- x·ln x + x
- 2x·ln x + x Correct answer.
- 2x + 1/x
- 2x·ln x
Explanation
Se aplica la regla del producto: (x²)′·ln x + x²·(ln x)′ = 2x·ln x + x²·(1/x). Simplificando, f′(x) = 2x·ln x + x.
Question 31Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
La integral definida ∫_{−1}^{1} x³ dx vale:
- 2
- 0 Correct answer.
- 1/4
- −2
Explanation
x³ es una función impar y el intervalo [−1, 1] es simétrico respecto del origen, por lo que las áreas con signo se cancelan. También se comprueba integrando: [x⁴/4] de −1 a 1 = 1/4 − 1/4 = 0.
Question 32Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿Cuál es el dominio de continuidad de f(x) = (x + 3)/(x² − 9)?
- ℝ \ {−3, 3} Correct answer.
- ℝ
- ℝ \ {3}
- ℝ \ {−3}
Explanation
El denominador se anula cuando x² = 9, es decir, en x = 3 y x = −3. En esos puntos la función no está definida y presenta discontinuidades; en el resto es continua por ser cociente de polinomios.
Question 33Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Si f′(c) = 0 y f″(c) < 0, ¿qué se concluye en x = c?
- f tiene un mínimo relativo en c
- f tiene un máximo relativo en c Correct answer.
- f tiene un punto de inflexión en c
- f no está definida en c
Explanation
El criterio de la segunda derivada indica que si la primera derivada se anula y la segunda es negativa, la función es cóncava hacia abajo en c. Por tanto, c es un máximo relativo.
Question 34Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→1} (x³ − 1)/(x − 1).
- 3 Correct answer.
- 1
- 0
- +∞
Explanation
Se factoriza x³ − 1 = (x − 1)(x² + x + 1) y se simplifica con el denominador. El límite es entonces 1 + 1 + 1 = 3, que también se obtiene aplicando L'Hôpital.
Question 35Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Halle la recta tangente a y = e^(2x) en x = 0.
- y = x + 1
- y = 2x + 1 Correct answer.
- y = e·x + 1
- y = 2x
Explanation
En x = 0, f(0) = e⁰ = 1 y f′(x) = 2e^(2x), luego f′(0) = 2. La tangente es y − 1 = 2(x − 0), es decir, y = 2x + 1.
Question 36Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule ∫ x·cos x dx.
- −x·cos x + sen x + C
- x·cos x − sen x + C
- x·sen x + cos x + C Correct answer.
- x·sen x − cos x + C
Explanation
Integrando por partes con u = x y dv = cos x dx, se obtiene x·sen x − ∫ sen x dx = x·sen x + cos x + C. Derivando el resultado se recupera el integrando.
Question 37Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x³ − 6x² + 9x. ¿En qué intervalos es f decreciente?
- (−∞, 1) ∪ (3, +∞)
- (0, 2)
- (3, +∞) solamente
- (1, 3) Correct answer.
Explanation
f′(x) = 3x² − 12x + 9 = 3(x − 1)(x − 3). La derivada es negativa entre sus raíces, es decir, en (1, 3), donde f decrece.
Question 38Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→+∞} (2x + 3)/(√(x² + 1)).
- 0
- 2 Correct answer.
- 1
- +∞
Explanation
Para x > 0 se tiene √(x² + 1) = x√(1 + 1/x²). Dividiendo numerador y denominador entre x, el límite es 2/√1 = 2.
Question 39Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
¿Qué valor de la integral ∫_{0}^{π} sen x dx corresponde al área del recinto entre la curva y el eje OX en [0, π]?
- 2 Correct answer.
- 1
- 0
- π
Explanation
Una primitiva de sen x es −cos x. Evaluando entre 0 y π: −cos π − (−cos 0) = 1 + 1 = 2, que coincide con el área porque sen x ≥ 0 en ese intervalo.
Question 40Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = (x² − 4)/(x − 2) para x ≠ 2. ¿Qué tipo de discontinuidad presenta f en x = 2?
- Evitable, pues el límite existe y vale 4 Correct answer.
- Asintótica, con límite infinito
- No hay discontinuidad porque f(2) = 0
- De salto finito, con límites laterales 4 y −4
Explanation
Factorizando, x² − 4 = (x − 2)(x + 2), de modo que f(x) = x + 2 para x ≠ 2. El límite en x = 2 existe y vale 4, pero f no está definida allí: la discontinuidad es evitable.
Question 41Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→0} (tan x − x)/x³.
- 0
- 1/3 Correct answer.
- +∞
- 1
Explanation
Es una indeterminación 0/0. Aplicando L'Hôpital dos veces se llega a lim (2sec²x·tan x)/(6x) y, usando que tan x ~ x, el resultado es 1/3. También se obtiene con el desarrollo de Taylor de tan x.
Question 42Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea F(x) = ∫_{1}^{x} (t³ + t) dt. ¿Cuánto vale F″(1)?
- 4 Correct answer.
- 2
- 0
- 1
Explanation
Por el teorema fundamental del cálculo, F′(x) = x³ + x. Derivando de nuevo, F″(x) = 3x² + 1, y en x = 1 resulta 3 + 1 = 4.
Question 43Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Estudie la continuidad de f(x) = x·sen(1/x) si x ≠ 0, y f(0) = 0.
- f presenta una discontinuidad de salto en x = 0
- f es continua en x = 0 porque el límite vale 0 Correct answer.
- f tiene una asíntota vertical en x = 0
- f no está acotada cerca de x = 0
Explanation
Como |sen(1/x)| ≤ 1, se cumple |x·sen(1/x)| ≤ |x|, y el límite cuando x → 0 es 0 por el teorema del encaje. Al coincidir con f(0) = 0, la función es continua en el origen.
Question 44Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Halle el área del recinto limitado por y = x³ y la recta y = x en el primer cuadrante (x ≥ 0).
- 1
- 1/2
- 1/4 Correct answer.
- 1/3
Explanation
En [0, 1] las curvas se cortan en x = 0 y x = 1, y la recta y = x queda por encima de y = x³. El área es ∫_{0}^{1} (x − x³) dx = 1/2 − 1/4 = 1/4.
Question 45Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x⁴ − 4x³. ¿Cuántos puntos de inflexión tiene?
- Tres, en x = 0, 2 y 3
- Dos, en x = 0 y x = 2
- Ninguno
- Uno, en x = 2 Correct answer.
Explanation
f′(x) = 4x³ − 12x² y f″(x) = 12x² − 24x = 12x(x − 2). La segunda derivada cambia de signo en x = 0 y en x = 2, pero en x = 0 la función no cambia de concavidad de forma efectiva; el único cambio real de concavidad se produce en x = 2, donde f‴ ≠ 0.
Question 46Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→0⁺} x·ln x.
- 1
- +∞
- −∞
- 0 Correct answer.
Explanation
Es una indeterminación 0·(−∞). Escribiendo x·ln x = ln x/(1/x) y aplicando L'Hôpital se obtiene lim (1/x)/(−1/x²) = lim (−x) = 0.
Question 47Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = x²·e^(−x). ¿Cuál es su máximo absoluto en [0, +∞)?
- 1/e, alcanzado en x = 1
- 4/e², alcanzado en x = 2 Correct answer.
- No existe máximo absoluto
- 0, alcanzado en x = 0
Explanation
f′(x) = e^(−x)(2x − x²) = x·e^(−x)(2 − x), que se anula en x = 0 y x = 2. Como f es positiva en (0, +∞), crece hasta x = 2 y luego decrece hacia 0, el máximo absoluto es f(2) = 4e^(−2).
Question 48Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule ∫_{0}^{1} x·e^(x²) dx.
- e/2
- (e + 1)/2
- e − 1
- (e − 1)/2 Correct answer.
Explanation
Con el cambio u = x², du = 2x dx, la integral se transforma en (1/2)∫_{0}^{1} e^u du = (1/2)(e − 1).
Question 49Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Sea f(x) = ln(x)/x para x > 0. Determine si tiene máximo absoluto y dónde se alcanza.
- Sí, máximo absoluto en x = e con valor 1/e Correct answer.
- Tiene mínimo absoluto en x = e
- Sí, máximo absoluto en x = 1 con valor 0
- No tiene máximo porque f(x) → 0 cuando x → +∞
Explanation
f′(x) = (1 − ln x)/x², que se anula en x = e. Para x < e la derivada es positiva y para x > e es negativa, de modo que x = e es un máximo. Como f(e) = 1/e > 0 y f tiende a 0 en el infinito, es máximo absoluto.
Question 50Análisis: límites, continuidad, derivación, integración y aplicaciones
Calcule lim_{x→0} (e^x − cos x − 2x)/x².
- 1
- 1/2 Correct answer.
- 0
- −1/2
Explanation
Aplicando L'Hôpital dos veces: el primer límite es (e^x + sen x − 2)/(2x), y el segundo (e^x + cos x)/2. En x = 0 resulta (1 + 1)/2 = 1/2.