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CALCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL II


TEMA 2 (Última modificación 13-8-2012)


Limites
Antes de definir el concepto de limites para funciones de dos o mas variables, recordaremos el concepto de limites para funciones de una variable independiente.

Definición : Dada una función y = f (x) que esté definida en un entorno del punto x = , esta función tiende al limite L cuandox tiende a  , si para cada numero positivo  por pequeño que este sea, es posible hallar otro numero positivo  tal que para todo los valores de x diferentes de  que satisfacen la desigualdad :

se verifica la desigualdad es decir :

de tal forma :


y


Esto nosindica que al trazar dos rectas paralelas al eje x que pasen por los puntos L+ y L- se encontraran todos los puntos de la curva cuyos valores de x verifican que




L+

L

L-

-  + x


Limite de funciones de dos variables independientes - Limite Doble

Dada una función de dos variables independientes z =f(x,y) con dominio de definición S y rango T , esta función tiene limite L en el punto P (, ) si para cada numero positivo  arbitrario y tan pequeño como se quiera se puede hallar otro numero positivo  o sea  que verifique que todos los puntos del entorno rectangular reducido del punto P (, tienen valores de la función cuya diferencia con el valor limite L en valorabsoluto sea menor que el valor  elegido arbitrariamente.


Esta definición nos expresa :



















Este limite se define como DOBLE o SIMULTANEO dado que se tiende al punto P (, ) según entornos reducidos rectangulares.
También se puede considerar el entorno reducido circular siguiente :



Si hiciéramos pasar planos paralelos al plano (x,y) por lospuntos L+ y L- todos los puntos de la superficie z = f (x,y) que aparecen sombreados en la figura, estarían contenidos entre los planos z = L+ y z = L-

LIMITES ITERADOS O SUCESIVOS

Estos limites no deben interpretarse como limites dobles (en donde las variables tendían simultáneamente), sino como su nombre lo indica, limites que se suceden o se iteran.

Los limites iteradosson los siguientes.





Estos limites presuponen la existencia de las funciones L (y) = y
L (x) = en un cierto entorno reducido del punto P (,)

Es decir que primero nos acercamos hacia el valor x= y la función z=f(x,y) se acerca o se transforma en la función z=f(,y)= L(y).
En el otro caso nos acercamos hacia y =  y la función z=f(x,y) se acerca o se transforma en lafunción z=f(x,)= L(x).
Por lo tanto dada la función z=f(x,y) se pueden definir tres limites, el limite doble, y los dos limites iterados.











+



Ejemplos

Dada la función z = f (x, y ) = (x . y) / (x +y) hallar los tres limites en el punto P de coordenadas (1,2)

Limite doble


Limites iterados




En esteejemplo los tres limites son iguales. Veamos otro ejemplo :

z = f (x, y) = ( x + y ) / ( x-y) en el punto P (0,0)

Limite doble
( El limite doble no existe)

Limites iterados




En este ejemplo vemos que no existe el limite doble y existen los iterados y son diferentes. Lo que se realizó fue calcular el limite de z = f(x , y) para x tendiendo a  y considerando a lavariable y como una constante. Se obtiene así una función de y que la definimos L(y) , luego se calcula el limite de L(y) para y tendiendo a .
En el segundo caso se invierte el orden de las operaciones.

En el ultimo ejemplo vemos que la existencia de los limites iterados de una función no implica la igualdad de los mismos.

Se puede asegurar que si los limites iterados son distintos, el...