Ejercicios Resueltos de Límites Matemáticas 2 Bachillerato

Ejercicios de límites resueltos para 2º de Bachillerato, ordenados por tipo de indeterminación: 0/0, ∞/∞, ∞ − ∞, 1∞ y 0·∞, con la regla de L’Hôpital, los límites laterales y la continuidad. En cada solución se indica primero qué indeterminación aparece y después el método para resolverla.

Ejercicios de límites para 2º de Bachillerato con soluciones

1. Indeterminaciones 0/0 e ∞/∞

Ante 0/0 con polinomios, se factoriza y se simplifica; con raíces, se multiplica por el conjugado. Ante ∞/∞ con polinomios, se comparan los grados.

1Calcula limx→2 (x² − 4) / (x − 2).

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Al sustituir sale 0/0. Factorizamos: x² − 4 = (x − 2)(x + 2).
limx→2 (x − 2)(x + 2) / (x − 2) = limx→2 (x + 2) = 4.

2Calcula limx→0 (√(x + 9) − 3) / x.

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Sale 0/0 con una raíz: multiplicamos y dividimos por el conjugado √(x + 9) + 3.
(√(x + 9) − 3)(√(x + 9) + 3) = x + 9 − 9 = x, así que el límite queda limx→0 x / (x(√(x + 9) + 3)) = lim 1/(√(x + 9) + 3) = 1/(3 + 3) = 1/6.

3Calcula cuando x → +∞: a) (3x² − x + 1)/(2x² + 5) b) x³/(x² + 1) c) (x + 1)/x².

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Todos son ∞/∞. Se comparan los grados:
a) Mismo grado → cociente de coeficientes principales: 3/2.
b) Numerador de mayor grado → +∞.
c) Denominador de mayor grado → 0.

2. Indeterminaciones ∞ − ∞, 1∞ y 0·∞



4Calcula limx→+∞ (√(x² + 3x) − x).

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Sale ∞ − ∞ con una raíz: multiplicamos y dividimos por el conjugado.
(√(x² + 3x) − x)(√(x² + 3x) + x) = x² + 3x − x² = 3x.
lim 3x / (√(x² + 3x) + x): ∞/∞ de «grado 1» arriba y abajo → 3/(1 + 1) = 3/2.

5Calcula limx→1 [1/(x − 1) − 2/(x² − 1)].

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Sale ∞ − ∞ con fracciones: se hace la resta con denominador común (x² − 1).
1/(x − 1) − 2/(x² − 1) = (x + 1 − 2)/(x² − 1) = (x − 1)/((x − 1)(x + 1)) = 1/(x + 1).
Límite: 1/(1 + 1) = 1/2.

6Calcula limx→+∞ ((x + 3)/(x − 1))x.

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La base tiende a 1 y el exponente a ∞: indeterminación 1∞.
Se usa lim fg = elim g·(f − 1).
f − 1 = (x + 3)/(x − 1) − 1 = 4/(x − 1); g·(f − 1) = 4x/(x − 1) → 4.
Resultado: e4.

7Calcula limx→+∞ (1 + 2/x)x.

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Es 1∞. Con la misma fórmula: g·(f − 1) = x·(2/x) = 2.
Resultado: e2. Es un caso de la definición del número e: lim (1 + a/x)x = ea.

3. Regla de L’Hôpital

Si un límite da 0/0 o ∞/∞, se pueden derivar numerador y denominador por separado (no como un cociente) y calcular el límite de nuevo.

8Calcula limx→0 (ex − 1 − x) / x².

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Sale 0/0. L’Hôpital: lim (ex − 1)/(2x) → vuelve a dar 0/0.
Otra vez: lim ex/2 = 1/2.

9Calcula limx→0 (sen x − x) / x³.

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0/0. Aplicando L’Hôpital tres veces:
(cos x − 1)/(3x²) → 0/0; (−sen x)/(6x) → 0/0; (−cos x)/6 → −1/6.

10Calcula limx→0+ x·ln x.

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Sale 0·(−∞). Se transforma en cociente: x·ln x = ln x / (1/x), que es −∞/∞.
L’Hôpital: (1/x) / (−1/x²) = −x → 0.

4. Límites laterales y continuidad

11Calcula los límites laterales de f(x) = 1/(x − 1) en x = 1. ¿Existe el límite?

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Por la izquierda (x < 1), el denominador es negativo y muy pequeño: limx→1− = −∞.
Por la derecha, positivo y muy pequeño: limx→1+ = +∞.
Como no coinciden, el límite no existe.

12Halla a para que sea continua f(x) = x² + a si x < 1; 2x + 3 si x ≥ 1.

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Cada trozo es continuo; solo hay que mirar x = 1.
limx→1− = 1 + a; limx→1+ = f(1) = 5.
Continua si 1 + a = 5 → a = 4.

13Clasifica la discontinuidad de f(x) = (x² − 1)/(x − 1) en x = 1 y la de g(x) = 1/x en x = 0.

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f no existe en 1, pero limx→1 = lim (x + 1) = 2 existe: discontinuidad evitable (se arregla definiendo f(1) = 2).
g: los laterales son −∞ y +∞: discontinuidad inevitable de salto infinito (hay una asíntota vertical).

Cómo resolver límites: las 7 indeterminaciones

Las siete expresiones que no tienen un valor fijo y el método para cada una:

  • 0/0: factorizar y simplificar; conjugado si hay raíces; L’Hôpital.
  • ∞/∞: comparar grados (dividir entre la mayor potencia); L’Hôpital.
  • ∞ − ∞: operar (denominador común) o multiplicar por el conjugado.
  • 0·∞: pasar a cociente (0/0 o ∞/∞).
  • 1∞: fórmula elim g(f − 1).
  • 00 e ∞0: tomar logaritmos y llevarlo a 0·∞.
El error más habitual. Aplicar L’Hôpital derivando el cociente con la regla del cociente. No: se derivan numerador y denominador por separado. Y solo vale si hay 0/0 o ∞/∞: compruébalo antes de cada aplicación.

Resultados que conviene saber de memoria

Límites que aparecen a menudo.

Límites notables

LímiteValor
lim (1 + 1/x)^x, x → ∞e
lim (1 + a/x)^x, x → ∞e^a
lim sen x / x, x → 01
lim (e^x − 1)/x, x → 01
lim ln(1 + x)/x, x → 01
lim x·ln x, x → 0⁺0

Dudas sobre límites

¿Por qué 0/0 es una indeterminación y 5/0 no?

Porque 5/0 siempre da ±∞ (hay que mirar los laterales para el signo), mientras que 0/0 puede dar cualquier cosa: 4, 1/6, 0, ∞… según la función. Por eso hay que transformar la expresión para descubrir su valor.

¿Cuándo una función es continua en un punto?

Cuando se cumplen tres cosas: existe f(a), existe el límite en a (los laterales coinciden) y los dos valores son iguales. Si falla alguna, hay discontinuidad: evitable (el límite existe), de salto finito o de salto infinito.

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Los límites se usan después en:

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  • Material: propio de Solucionario.es, 25 páginas
  • Contenido: 46 ejercicios resueltos y la teoría de los 13 temas del curso
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