1. Planteamiento del problema: Dada la función $$t(t) = -t^3 + 2t^2 + 5t - 3$$, se pide calcular:
a. El cociente diferencial $$\frac{t(t+h) - t(t)}{h}$$.
b. El límite de este cociente cuando $$h \to 0$$.
2. Fórmulas y reglas importantes:
- El cociente diferencial es la base para encontrar la derivada de una función.
- Para calcular $$t(t+h)$$, sustituimos $$t+h$$ en la función original.
- Simplificamos y dividimos por $$h$$.
- Finalmente, evaluamos el límite cuando $$h$$ tiende a cero para obtener la derivada.
3. Cálculo de $$t(t+h)$$:
$$t(t+h) = -(t+h)^3 + 2(t+h)^2 + 5(t+h) - 3$$
Expandimos cada término:
$$(t+h)^3 = t^3 + 3t^2h + 3th^2 + h^3$$
$$(t+h)^2 = t^2 + 2th + h^2$$
Entonces:
$$t(t+h) = -\left(t^3 + 3t^2h + 3th^2 + h^3\right) + 2\left(t^2 + 2th + h^2\right) + 5(t+h) - 3$$
$$= -t^3 - 3t^2h - 3th^2 - h^3 + 2t^2 + 4th + 2h^2 + 5t + 5h - 3$$
4. Calculamos $$t(t+h) - t(t)$$:
Recordando que $$t(t) = -t^3 + 2t^2 + 5t - 3$$,
$$t(t+h) - t(t) = \left(-t^3 - 3t^2h - 3th^2 - h^3 + 2t^2 + 4th + 2h^2 + 5t + 5h - 3\right) - \left(-t^3 + 2t^2 + 5t - 3\right)$$
Simplificamos términos semejantes:
$$= -t^3 - 3t^2h - 3th^2 - h^3 + 2t^2 + 4th + 2h^2 + 5t + 5h - 3 + t^3 - 2t^2 - 5t + 3$$
$$= -3t^2h - 3th^2 - h^3 + 4th + 2h^2 + 5h$$
5. Dividimos por $$h$$:
$$\frac{t(t+h) - t(t)}{h} = \frac{-3t^2h - 3th^2 - h^3 + 4th + 2h^2 + 5h}{h}$$
Sacamos factor común $$h$$ en el numerador:
$$= \frac{h(-3t^2 - 3th - h^2 + 4t + 2h + 5)}{h}$$
Aplicamos la cancelación:
$$= \cancel{\frac{h}{h}}(-3t^2 - 3th - h^2 + 4t + 2h + 5)$$
$$= -3t^2 - 3th - h^2 + 4t + 2h + 5$$
6. Evaluamos el límite cuando $$h \to 0$$:
$$\lim_{h \to 0} \left(-3t^2 - 3th - h^2 + 4t + 2h + 5\right) = -3t^2 + 4t + 5$$
7. Respuesta final:
a. $$\frac{t(t+h) - t(t)}{h} = -3t^2 - 3th - h^2 + 4t + 2h + 5$$
b. $$\lim_{h \to 0} \frac{t(t+h) - t(t)}{h} = -3t^2 + 4t + 5$$
Esto representa la derivada de la función $$t(t)$$ en el punto $$t$$.
Cociente Derivada 3B241A
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