Question

II. - Calcular el valor de la funcion \( y \) dar el procedimiento a detalle: a) \( f(x)=-\frac{3}{\sqrt{x-1}} \), calcular \( f(1), f\left(\frac{5}{4}\right), \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \) si \( h=0 \)

Ask by King Guzman. in Mexico
Jan 27,2025

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Answer

1. \( f(1) \) no está definido. 2. \( f\left(\frac{5}{4}\right) = -6 \). 3. \( \frac{f(x+h) - f(x)}{h} \) no está definido cuando \( h = 0 \).

Solution

Claro, resolvamos cada parte del problema paso a paso. Dada la función: \[ f(x) = -\frac{3}{\sqrt{x - 1}} \] ### 1. Calcular \( f(1) \) Sustituimos \( x = 1 \) en la función: \[ f(1) = -\frac{3}{\sqrt{1 - 1}} = -\frac{3}{\sqrt{0}} \] La raíz cuadrada de 0 es 0, por lo tanto: \[ f(1) = -\frac{3}{0} \] Dividir por cero no está definido en matemáticas. Por lo tanto: \[ f(1) \text{ no está definido} \] ### 2. Calcular \( f\left(\frac{5}{4}\right) \) Sustituimos \( x = \frac{5}{4} \) en la función: \[ f\left(\frac{5}{4}\right) = -\frac{3}{\sqrt{\frac{5}{4} - 1}} \] Simplificamos dentro de la raíz: \[ \frac{5}{4} - 1 = \frac{5}{4} - \frac{4}{4} = \frac{1}{4} \] Entonces: \[ f\left(\frac{5}{4}\right) = -\frac{3}{\sqrt{\frac{1}{4}}} \] La raíz cuadrada de \( \frac{1}{4} \) es \( \frac{1}{2} \): \[ f\left(\frac{5}{4}\right) = -\frac{3}{\frac{1}{2}} = -3 \times 2 = -6 \] Por lo tanto: \[ f\left(\frac{5}{4}\right) = -6 \] ### 3. Calcular \( \frac{f(x+h) - f(x)}{h} \) cuando \( h = 0 \) La expresión dada es: \[ \frac{f(x + h) - f(x)}{h} \] Sustituimos la función \( f(x) = -\frac{3}{\sqrt{x - 1}} \): \[ \frac{-\frac{3}{\sqrt{(x + h) - 1}} - \left(-\frac{3}{\sqrt{x - 1}}\right)}{h} = \frac{-\frac{3}{\sqrt{x + h - 1}} + \frac{3}{\sqrt{x - 1}}}{h} \] Simplificamos: \[ \frac{3}{\sqrt{x - 1}} - \frac{3}{\sqrt{x + h - 1}} \] \[ = 3 \left( \frac{1}{\sqrt{x - 1}} - \frac{1}{\sqrt{x + h - 1}} \right) \] Dividimos por \( h \): \[ \frac{3 \left( \frac{1}{\sqrt{x - 1}} - \frac{1}{\sqrt{x + h - 1}} \right)}{h} \] Ahora, evaluamos cuando \( h = 0 \): \[ \frac{3 \left( \frac{1}{\sqrt{x - 1}} - \frac{1}{\sqrt{x - 1}} \right)}{0} = \frac{3 \times 0}{0} = \frac{0}{0} \] Esta expresión es **indeterminada** cuando \( h = 0 \), ya que no se puede dividir por cero y no tenemos una forma definida del límite. Por lo tanto: \[ \frac{f(x+h) - f(x)}{h} \text{ no está definido cuando } h = 0 \]

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Bonus Knowledge

Primero, evalúemos la función \( f(x) = -\frac{3}{\sqrt{x-1}} \) en los puntos solicitados. Para \( f(1) \), debemos tener en cuenta que \( \sqrt{x-1} \) se convierte en \( \sqrt{0} \), lo que hace que \( f(1) \) sea indefinido. En cambio, para \( f\left(\frac{5}{4}\right) \): \[ f\left(\frac{5}{4}\right) = -\frac{3}{\sqrt{\frac{5}{4}-1}} = -\frac{3}{\sqrt{\frac{1}{4}}} = -\frac{3}{\frac{1}{2}} = -6. \] Ahora, vamos a calcular la expresión \( \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \). Para ello, necesitamos \( f(x) \) y \( f(x+h) \): 1. \( f(x) = -\frac{3}{\sqrt{x-1}} \) 2. \( f(x+h) = -\frac{3}{\sqrt{x+h-1}} \) Sustituyendo en la expresión: \[ \frac{f(x+h) - f(x)}{h} = \frac{-\frac{3}{\sqrt{x+h-1}} + \frac{3}{\sqrt{x-1}}}{h}. \] Multiplicamos el numerador por el común denominador: \[ = \frac{3\left(\sqrt{x-1} - \sqrt{x+h-1}\right)}{h \cdot \sqrt{x-1} \cdot \sqrt{x+h-1}}. \] Si \( h \to 0 \), esto se convierte en la derivada de la función en el punto \( x \).

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