Buen día Alba!!
Información a tener en cuenta: la pendiente de la recta tangente a una curva en un punto (x;y) es igual a derivada de la curva valuada en dicho punto.
dos rectas son paralelas si las pendientes de ambas son iguales.
Comenzamos...
Debemos probar que el punto (x,y) existe y para ello hay que tener en cuenta en qué dominio se va a encontrar dicho punto.
Dom f: (-π/2; π/2) El dominio de f esta acotado en este conjunto abierto, ya que , si bien e^x admite todos los reales, arctg(x) existe en el intervalo (-π/2; π/2).
Una vez que hemos calculado en qué dominio se va a encontrar el punto buscado, podemos continuar derivando la función dada:
f'(x)= e^x + 1/(1+x^2); aquí se utiliza la prop. "derivada de una suma=suma de derivadas" y derivada de e^x =e ^x, y derivada de arctan(x)= 1/(1+x^2)
Como anotamos al principio, la derivada de una función en un punto (x;y) es la pendiente de la recta tagente a la curva en dicho punto, por lo tanto, si busco la recta tangente cuando esta es paralela a una recta de ecuación y=3x+2, esto significa que las dos rectas tendrán pendiente igual a 3, es decir, la derivada de f, f', deberá ser igual a 3 también...
Ahora, ¿puede existir un valor de x tal que f'(x)=3? Veamos... no nos piden saber cuál es dicho valor, sino probar que existe, si existe deberá ´pertenecer al dominio de f, o sea, a (-π/2; π/2).
Entonces, ¿cómo podemos probar que hay un valor de x que hace a la derivada igual a 3, es decir f'(x)=3?
Aquí nos será útil el "Teorema del valor intermedio", este es un teorema de existencia, es decir, nos prueba que existe un valor pero no especifica cual... Recordemos...
Según el Teorema del Valor Intermedio, dado un intervalo cerrado f[a,b], para cada valor "d" que se encuentre entre f(a) y f(b), existe un valor "c" entre [a,b] que hace que
f(c)=d.
Si observamos, la función derivada f'(x) es continua en el intervalo [-π/2; π/2], (aquí puedo tomar el intervalo cerrado porque el dominio de la derivada son los reales, pero lo acotamos porque debemos trabajar con los valores del dominio de f).
Valuando f'(x) en los extremos del intervalo: f' (-π/2)≈ 0,49 y f' (π/2)≈5,09, entonces, por el teorema del valor intermedio, si la función derivada es continua podemos decir que, dado que 3 está entre 0,49 y 5,09, existe un valor de x en el intervalo [-π/2; π/2] tal que f(x)=3.
Y así hemos demostrado que existe un punto de la curva f(x)=e^x+arctan(x) tal que la recta tangente en dicho punto tiene pendiente 3.
Espero no haber hecho mucho lío en la explicación! Saludos ;)