En el capítulo anterior se resolvieron algunas indeterminaciones del tipo 0/00/0 y /\infty / \infty, ahora vamos a ver un resultado que permite un método general de resolución en estos casos, la Regla de L'Hôpital.

Sean ff y gg dos funciones derivables en un entorno de aa y tales que limxaf(x)=0\lim\limits_{x \to a} {f(x)} = 0 y limxag(x)=0\lim\limits_{x \to a} {g(x)} = 0.

Si existe limxaf(x)g(x)\lim\limits_{x \to a} \dfrac {f'(x)}{g'(x)}, entonces existe limxaf(x)g(x)\lim\limits_{x \to a} \dfrac {f(x)}{g(x)} y es limxaf(x)g(x)=limxaf(x)g(x)\lim\limits_{x \to a} \dfrac {f(x)}{g(x)} = \lim\limits_{x \to a} \dfrac {f'(x)}{g'(x)}

La demostración de este resultado en el caso más general es complicada, pero si tomamos ff y gg de forma que ff' y gg' sean continuas en aa y g(a) = 0g'(a)\text{ } \cancel {=} \text{ }0 la justificación es sencilla.

Como ff y gg son derivables en aa, son continuas en aa y limxaf(x)=limxag(x)=0f(a)=g(a)=0\lim\limits_{x \to a} {f(x)} = \lim\limits_{x \to a} {g(x)} = 0 \Rightarrow f(a) = g(a) = 0

Entonces tenemos:

limxaf(x)g(x)\lim\limits_{x \to a} \dfrac {f(x)}{g(x)}  = f(a)=g(a)=0f(a) = g(a) = 0 limxaf(x)f(a)g(x)g(a) \lim\limits_{x \to a} \dfrac {f(x)-f(a)}{g(x)-g(a)} = limxaf(x)f(a)xag(x)g(a)xa\lim\limits_{x \to a} \dfrac {\dfrac {f(x)-f(a)}{x-a}} {\dfrac {g(x)-g(a)}{x-a}}  =  limxaf(x)f(a)xalimxag(x)g(a)xa\dfrac {\lim\limits_{x \to a} {\dfrac {f(x)-f(a)}{x-a}}} {\lim\limits_{x \to a}{\dfrac {g(x)-g(a)}{x-a}}}  = ff y gg derivables en aaf(a)g(a)\dfrac {f'(a)}{g'(a)} = ff' y gg' continuas en aa limxaf(x)g(x)\lim\limits_{x \to a} \dfrac {f'(x)}{g'(x)}

La aplicación de la regla como se ve es fácil, una vez comprobado que se cumplen las hipótesis, se derivan por separado numerador y denominador y se vuelve a tomar límites. Si de nuevo se obtiene la indeterminación, se repite el proceso, y así las veces que sean necesarias. Aunque no es habitual puede ocurrir que al aplicar L'Hôpital, se complique cada vez más la expresión resultante, en ese caso habría que recurrir a otros métodos.