19. Material de prueba: Curvas de nivel de la función $f(x,y) = \frac{y}{x}$

Por Mariana Perez

Para cada constante $c \in \mathbb{R}$, el conjunto de nivel $c$ es $\{ (x, y) \in \mathbb{R}^2 \, | f(x, y) = c \} = f^{-1}(c)$.

$c= 0$

$f(x, y)=0$ lo cumplen los puntos de la forma $(0, y)$ con $y \in \mathbb{R}$ y los puntos de la forma $(x, 0)$ con $x \in \mathbb{R}$.

$c=1$

$f(x, y)=1$ se cumple cuando $\frac{y}{x}=1$ es decir cuando $y=x$ pero $x \neq 0$.

$c=2$

$f(x, y)=2$ se cumple cuando $\frac{y}{x} = 2$ es decir cuando $y=2x$ pero $x \neq 0$.

$c=\frac{1}{2}$

$f(x, y)=\frac{1}{2}$ se cumple cuando $\frac{y}{x} = \frac{1}{2}$ es decir cuando $y=\frac{1}{2}x$ pero $x \neq 0$.

$c= -1$

$f(x, y)=-1$ se cumple cuando $\frac{y}{x}=-1$ es decir cuando $y= -x$ pero $x \neq 0$.

Sabemos que la ecuación de una recta está dada por $y=mx+b$ de donde $m=\frac{y}{x}$ entonces podemos observar que el plano se llena con rectas de diferentes pendientes, incluso la recta vertical, que es cuando $c=0$.

Por lo que podemos concluir que los puntos donde $f$ es discontinua son los de la forma $(0, y_0)$ que son los que forman la recta $x=0$ y el eje $y$.

En la siguiente animación puedes observar las curvas de nivel que se calcularon.

https://www.geogebra.org/classic/tgfk7smx

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