Observa que las expresiones de las ramas de la función son determinadas para todos los valores de sus subintervalos, por lo que solo queda estudiar qué ocurre en el punto de corte, por medio de la definición de continuidad:
1°)
f(1) = b*1 + 2/1 = b + 2 (1);
2°)
Lím(x→1-) f(x) = Lím(x→1-) (x3 + a*x2) = 1 + a,
Lím(x→1+) f(x) = Lím(x→1+) (b*x + 2/x) = b + 2,
y como los límites laterales deben coincidir, igualas expresiones y queda la ecuación:
1 + a = b + 2, aquí restas 1 en ambos miembros, y queda:
a = b + 1 (3);
3°)
tienes que la función es continua en el punto de corte para todos los valores de las indeterminadas (a y b) que verifiquen la ecuación señalada (3).
Luego, planteas la expresión de la función derivada, y queda:
f ' (x) =
3*x2 + 2*a*x si x < 1,
a determinar si x = 1,
b - 2/x2 si x > 1;
luego, planteas la continuidad de la función derivada en el punto de corte, y tienes:
I)
f ' (1) = a determinar;
II)
Lím(x→1-) f ' (x) = Lím(x→1-) (3*x2 + 2*a*x) = 3 + 2*a,
Lím(x→1+) f ' (x) = Lím(x→1+) (b - 2/x2) = b - 2,
y como los límites laterales deben coincidir, igualas expresiones y queda la ecuación:
3 + 2*a = b - 2, aquí sumas 2 en ambos miembros, y quda
5 + 2*a = b (4);
III)
tienes que la función derivada puede ser continua en el punto de corte para todos los valores de las indeterminadas (a y b) que verifiquen la ecuación señalada (4).
Luego, sustituyes la expresión señalada (3) en la ecuación señalada (4), y queda:
5 + 2*(b + 1) = b, distribuyes y reduces términos semejantes, y queda:
2*b + 7 = b, restas b y restas 6 en ambos miembros, y queda: b = -7;
luego, reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (3), y queda: a = -6.
Luego, observa que la expresión de la función queda:
f(x) =
x3 - 6*x2 si x < 1,
-7*x + 2/x si x ≥ 1.
Luego, la expresión de la función derivada queda (observa que ajustamos el valor que corresponde al punto de corte entre las ramas de la función):
f ' (x) =
3*x2 - 12*x si x < 1,
-9 si x = 1,
-7 - 2/x2 si x >1.
Espero haberte ayudado.