Difícil
Funciones
UNI · 2025

Ejercicio de Álgebra — UNI

Sean las funciones:

f:0;+R,f(x)=lnxf: \langle 0;+\infty\rangle \to \mathbb{R}, \quad f(x) = \ln x

g:RR,g(x)=1exg: \mathbb{R} \to \mathbb{R}, \quad g(x) = \frac{1}{e^{|x|}}

Determine el rango de la función compuesta gfg \circ f.

Ver solución paso a paso

(Pista: antes de hallar el rango, verifica el dominio de la composición; luego expresa (gf)(x)(g \circ f)(x) explícitamente y analiza el comportamiento del valor absoluto del logaritmo.)

1. Se analiza el dominio de gfg \circ f: se necesita que xx pertenezca al dominio de ff (es decir x>0x>0) y que f(x)=lnxf(x) = \ln x pertenezca al dominio de gg (que es todo R\mathbb{R}, sin restricción). Por lo tanto, el dominio de la composición es 0;+\langle 0;+\infty\rangle.

2. Se calcula la regla de correspondencia: (gf)(x)=g(f(x))=g(lnx)=1elnx(g\circ f)(x) = g(f(x)) = g(\ln x) = \frac{1}{e^{|\ln x|}}

3. Se analiza el comportamiento de lnx|\ln x| para x0;+x \in \langle 0;+\infty\rangle: como lnx\ln x toma todos los valores reales cuando xx recorre 0;+\langle 0;+\infty\rangle, su valor absoluto lnx|\ln x| toma todos los valores no negativos, es decir lnx0|\ln x| \geq 0, pudiendo llegar arbitrariamente cerca de 0 (cuando x=1x=1, donde lnx=0|\ln x|=0) pero también creciendo sin cota.

4. Como lnx0|\ln x| \geq 0, se tiene que elnx1e^{|\ln x|} \geq 1, y por lo tanto: 0<1elnx10 < \frac{1}{e^{|\ln x|}} \leq 1

5. El valor máximo, 1, sí se alcanza (cuando x=1x=1), pero el valor 0 nunca se alcanza (solo se aproxima cuando x0+x \to 0^+ o x+x \to +\infty). Por lo tanto, el rango es 0;1]\langle 0;1].

Respuesta: ⟨0;1]