Calcular límites con tablas de valores

Estima un límite numéricamente: construye una tabla de valores por ambos lados, acércate cada vez más y observa hacia dónde van los resultados.

Avanzado30 minLección

Definición

Para calcular un límite con una tabla de valores, eliges valores de xx que se acercan cada vez más a aa por ambos lados, calculas f(x)f(x) para cada uno y observas a qué valor se acercan los resultados.
lim⁡x→af(x)=L\lim_{x \to a} f(x) = L
Cómo construir la tabla:
  • Por la izquierda (x<ax < a): por ejemplo a−0,1a - 0{,}1, a−0,01a - 0{,}01, a−0,001a - 0{,}001
  • Por la derecha (x>ax > a): por ejemplo a+0,001a + 0{,}001, a+0,01a + 0{,}01, a+0,1a + 0{,}1
  • No uses x=ax = a: el límite no depende de f(a)f(a)
Ejemplo: f(x)=x2−4x−2f(x) = \frac{x^2 - 4}{x - 2} no está definida en x=2x = 2, pero la tabla muestra hacia dónde se dirige:
xx1,91{,}91,991{,}991,9991{,}9992,0012{,}0012,012{,}012,12{,}1
f(x)f(x)3,93{,}93,993{,}993,9993{,}9994,0014{,}0014,014{,}014,14{,}1
Ambos lados tienden a 44, así que estimamos lim⁡x→2x2−4x−2=4\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 4}{x - 2} = 4.
Tres resultados posibles:
  • Ambos lados tienden al mismo número LL: el límite es LL
  • Los lados tienden a números distintos: el límite no existe
  • Los resultados crecen sin límite: escribimos ∞\infty (no hay límite finito)
Una tabla da una estimación, no una demostración. Es la cara numérica de la misma idea que viste en la lección Cálculo de límites a partir de la gráfica.

Pruébalo ahora

Quieres estimar lim⁡x→3f(x)\lim_{x \to 3} f(x) con una tabla de valores. ¿Qué valores de xx son la mejor elección?

Ejemplos resueltos

Usa una tabla para estimar lim⁡x→2x2−4x−2\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 4}{x - 2}.

1

Comprueba el propio punto

En x=2x = 2: 4−42−2=00\frac{4 - 4}{2 - 2} = \frac{0}{0} → f(2)f(2) no está definida, así que necesitamos una tabla

2

Acércate por la izquierda

f(1,9)=3,9f(1{,}9) = 3{,}9, f(1,99)=3,99f(1{,}99) = 3{,}99, f(1,999)=3,999f(1{,}999) = 3{,}999 → Por la izquierda tiende a 44

3

Acércate por la derecha

f(2,1)=4,1f(2{,}1) = 4{,}1, f(2,01)=4,01f(2{,}01) = 4{,}01, f(2,001)=4,001f(2{,}001) = 4{,}001 → Por la derecha tiende a 44

4

Compara ambos lados

Ambos lados se acercan al mismo valor → lim⁡x→2f(x)=4\lim_{x \to 2} f(x) = 4

Errores comunes

Usar solo un lado de aa

Por qué está mal: Una tabla con solo x=1,9x = 1{,}9, 1,991{,}99, 1,9991{,}999 muestra el límite por la izquierda. Por la derecha puede tender a otro valor, como con ∣x∣x\frac{|x|}{x}.

Correcto: Construye siempre las dos columnas: valores justo por debajo de aa y valores justo por encima de aa.

Elegir valores de xx que no están cerca de aa

Por qué está mal: Valores como x=1x = 1, 1,51{,}5, 2,52{,}5, 33 están demasiado lejos. Lejos del punto, la función puede comportarse de forma muy distinta.

Correcto: Acércate diez veces más en cada paso: a±0,1a \pm 0{,}1, a±0,01a \pm 0{,}01, a±0,001a \pm 0{,}001.

Poner x=ax = a en la tabla y tomar f(a)f(a) como límite

Por qué está mal: El límite describe lo que pasa cerca de aa, no en aa. En un hueco f(a)f(a) puede no estar definida, y en un punto desplazado puede ser otro número.

Correcto: Deja x=ax = a fuera de la tabla y lee solo la tendencia de los valores cercanos.

Confiar a ciegas en unos pocos valores

Por qué está mal: Elecciones especiales de xx pueden ocultar una oscilación, como con sin⁡(πx)\sin\left(\frac{\pi}{x}\right), y el redondeo puede ocultar pequeñas diferencias entre los lados.

Correcto: Usa varios valores que no sigan todos el mismo patrón, conserva suficientes decimales y confirma con una gráfica o con álgebra.

Visual interactivo

Gráfica de la función

-3-2-10123450246xy

Toca la gráfica o pasa el ratón por encima para leer los valores.

f(x) = (x² - 4)/(x - 2)

Tabla de valores

x1,91,991,9992,0012,012,1
y3,93,993,9994,0014,014,1

Gráfica de la función

-3-2-10123-2-1012xy

Toca la gráfica o pasa el ratón por encima para leer los valores.

g(x) = |x|/x
  • En x = 0: por la izquierda g(x) → -1, por la derecha g(x) → 1. Los valores son distintos, así que el límite no existe (salto). g(0) no está definida.

Tabla de valores

x-0,1-0,01-0,0010,0010,010,1
y-1-1-1111

Gráfica de la función

012345605101520xyx = 3

Toca la gráfica o pasa el ratón por encima para leer los valores.

h(x) = 1/(x - 3)²Asíntota

Tabla de valores

x2,92,992,9993,0013,013,1
y100100001000000100000010000100

Sandbox interactivo

Graficador interactivo

-10-50510-10-50510xy

Toca la gráfica o pasa el ratón por encima para leer los valores.

Prueba estos ejemplos:

y = 2x + 1

m=2, b=1

Calculadora de expresiones

Prueba estos:

Historial

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Problemas de práctica

18 problemas
Problema 1 de 18
Fácil

Quieres estimar lim⁡x→3f(x)\lim_{x \to 3} f(x) con una tabla de valores. ¿Qué valores de xx son la mejor elección?

Por qué es importante

Las tablas de valores suelen ser la forma más directa y práctica de encontrar un límite:
  • Sin trucos algebraicos: funciones como sin⁡xx\frac{\sin x}{x} o ex−1x\frac{e^x - 1}{x} no se simplifican factorizando, pero una tabla encuentra su límite en segundos
  • Las calculadoras y los ordenadores estiman límites justo así: evalúan números cada vez más cercanos al punto
  • Comprobar tus cálculos: si tu álgebra dice que el límite es 44 pero la tabla tiende a 33, algo ha fallado
  • Bases del cálculo: la velocidad instantánea y la pendiente de una curva empiezan como tablas de velocidades medias en intervalos de tiempo cada vez más cortos
Saber cuándo una tabla puede engañarte (funciones que oscilan, redondeos) es tan importante como saber construirla.

Aplicaciones del mundo real

Velocidad instantánea en física

Un velocímetro muestra la velocidad en un instante. Los físicos la encuentran calculando velocidades medias en intervalos de tiempo cada vez más cortos y leyendo la tendencia en la tabla.

Ejemplo:

Una pelota cae s(t)=5t2s(t) = 5t^2 metros en tt segundos. Velocidades medias a partir de t=2t = 2: en 0,10{,}1 s es 20,520{,}5 m/s, en 0,010{,}01 s es 20,0520{,}05 m/s, en 0,0010{,}001 s es 20,00520{,}005 m/s.

1Inténtalo tú mismo

La velocidad media de la pelota entre t=2t = 2 y t=2+ht = 2 + h segundos es 5(2+h)2−20h\frac{5(2 + h)^2 - 20}{h} m/s.

¿Cuál es la velocidad instantánea en t=2t = 2 segundos, en m/s?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Haz hh cada vez más pequeño y observa hacia dónde va la velocidad media:

Tasas de crecimiento en biología

Un cultivo de bacterias que se duplica cada hora no crece a saltos. Su tasa de crecimiento instantánea se obtiene con una tabla de la expresión $\frac{2^h - 1}{h}$ para pasos de tiempo $h$ diminutos.

Ejemplo:

Para h=0,1h = 0{,}1 horas la tabla da 0,71770{,}7177, para h=0,01h = 0{,}01 da 0,69560{,}6956, para h=0,001h = 0{,}001 da 0,69340{,}6934: la tasa se estabiliza cerca de 0,6930{,}693 por hora.

2Inténtalo tú mismo

Unos biólogos estiman lim⁡h→02h−1h\lim_{h \to 0} \frac{2^h - 1}{h} con una tabla de valores. Usa una calculadora.

¿Cuál es el límite, redondeado a dos decimales?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Calcula la expresión para valores de hh cada vez más pequeños:

Procesamiento de señales y audio

El software de audio usa funciones como $\frac{\sin(2x)}{x}$ para filtrar el sonido. En $x = 0$ la fórmula da $\frac{0}{0}$, así que los programadores usan el límite obtenido con una tabla para completar el valor que falta.

Ejemplo:

Cerca de 00 (en radianes), sin⁡(2x)x\frac{\sin(2x)}{x} da 1,986691{,}98669 en x=0,1x = 0{,}1 y 1,999871{,}99987 en x=0,01x = 0{,}01.

3Inténtalo tú mismo

Un programador necesita el valor al que se acerca sin⁡(2x)x\frac{\sin(2x)}{x} cuando x→0x \to 0 (xx en radianes).

¿Qué valor debe usar el programa en x=0x = 0?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Construye una tabla con x=0,1x = 0{,}1, 0,010{,}01, 0,0010{,}001:

Puntos clave

  • 1Para estimar lim⁡x→af(x)\lim_{x \to a} f(x) con una tabla, usa valores de xx cada vez más cercanos a aa por ambos lados
  • 2Un buen patrón: a±0,1a \pm 0{,}1, a±0,01a \pm 0{,}01, a±0,001a \pm 0{,}001; deja fuera x=ax = a
  • 3Si ambos lados tienden al mismo número LL, el límite es LL, aunque f(a)f(a) no esté definida
  • 4Si los lados tienden a números distintos, el límite no existe
  • 5Si los resultados crecen sin límite, no hay límite finito y escribimos ∞\infty (o −∞-\infty)
  • 6Una tabla es una estimación: las funciones que oscilan como sin⁡(πx)\sin\left(\frac{\pi}{x}\right) y el redondeo pueden engañarla, así que confirma con una gráfica o con álgebra

Preguntas frecuentes

Normalmente bastan tres por cada lado, como a±0,1a \pm 0{,}1, a±0,01a \pm 0{,}01, a±0,001a \pm 0{,}001, para ver una tendencia clara. Si la tendencia no está clara, añade valores aún más cercanos, como a±0,0001a \pm 0{,}0001.
Normalmente bastan tres por cada lado, como a±0,1a \pm 0{,}1, a±0,01a \pm 0{,}01, a±0,001a \pm 0{,}001, para ver una tendencia clara. Si la tendencia no está clara, añade valores aún más cercanos, como a±0,0001a \pm 0{,}0001.
Porque el límite trata de los valores cerca de aa, no en aa. A menudo f(a)f(a) no está definida (un hueco o 00\frac{0}{0}), y a veces existe pero es distinta del límite. La tabla muestra la tendencia que f(a)f(a) no puede mostrar.
No. Una tabla solo da indicios fuertes. Los resultados exactos vienen del álgebra (Límites por sustitución directa, factorización) o de las propiedades de los límites. Las tablas son excelentes para estimar y para comprobar un resultado algebraico.
Con diferencias extremadamente pequeñas como x−a=0,0000000001x - a = 0{,}0000000001, una calculadora puede perder cifras al restar números casi iguales. Si los valores empiezan a saltar de repente, vuelve a a±0,001a \pm 0{,}001 o a±0,0001a \pm 0{,}0001, donde la aritmética sigue siendo fiable.

Glosario

Tabla de valores
Una lista de entradas xx elegidas y sus resultados f(x)f(x), que sirve para ver una tendencia
Límite por la izquierda
El valor al que se acerca f(x)f(x) cuando x→ax \to a con valores menores que aa, escrito lim⁡x→a−f(x)\lim_{x \to a^-} f(x)
Límite por la derecha
El valor al que se acerca f(x)f(x) cuando x→ax \to a con valores mayores que aa, escrito lim⁡x→a+f(x)\lim_{x \to a^+} f(x)
No existe
Los resultados no se acercan a un único número finito, por ejemplo porque los dos lados no coinciden o la función oscila
Crecer sin límite
Los resultados superan cualquier número que elijas; se escribe como un límite igual a ∞\infty (límite infinito)
Oscilación
Comportamiento en el que los resultados van y vienen sin estabilizarse, como sin⁡(πx)\sin\left(\frac{\pi}{x}\right) cerca de 00

Tarjeta de fórmulas

Patrón de la tabla

x=a−0,1; a−0,01; a−0,001 ∣ a+0,001; a+0,01; a+0,1x = a - 0{,}1;\ a - 0{,}01;\ a - 0{,}001 \ \mid\ a + 0{,}001;\ a + 0{,}01;\ a + 0{,}1

Acércate a $a$ por ambos lados, diez veces más cerca en cada paso, y nunca uses $x = a$

El límite existe

lim⁡x→a−f(x)=lim⁡x→a+f(x)=L⇒lim⁡x→af(x)=L\lim_{x \to a^-} f(x) = \lim_{x \to a^+} f(x) = L \Rightarrow \lim_{x \to a} f(x) = L

Las dos columnas de la tabla tienden al mismo número

El límite no existe

lim⁡x→a−f(x)≠lim⁡x→a+f(x)\lim_{x \to a^-} f(x) \neq \lim_{x \to a^+} f(x)

Las dos columnas tienden a números distintos, o los valores oscilan

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