Cálculo Ejemplos

$lim_{t \to \infty} \frac{e^{3 t} + t^{2}}{2 e^{3 t} - t}$

Paso 1

Divide el numerador y denominador por el término que aumente más rápido en el denominador.

$lim_{t \to \infty} \frac{\frac{e^{3 t}}{e^{3 t}} + \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{\frac{2 e^{3 t}}{e^{3 t}} - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2

Evalúa el límite.

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Paso 2.1

Cancela el factor común de $e^{3 t}$ .

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Paso 2.1.1

Cancela el factor común.

$lim_{t \to \infty} \frac{\frac{e^{3 t}}{e^{3 t}} + \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{\frac{2 e^{3 t}}{e^{3 t}} - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2.1.2

Reescribe la expresión.

$lim_{t \to \infty} \frac{1 + \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{\frac{2 e^{3 t}}{e^{3 t}} - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2.2

Cancela el factor común de $e^{3 t}$ .

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Paso 2.2.1

Cancela el factor común.

$lim_{t \to \infty} \frac{1 + \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{\frac{2 e^{3 t}}{e^{3 t}} - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2.2.2

Divide $2$ por $1$ .

$lim_{t \to \infty} \frac{1 + \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2.3

Divide el límite mediante la regla del cociente de límites en el límite en que $t$ se aproxima a $\infty$ .

$\frac{lim_{t \to \infty} 1 + \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2.4

Divide el límite mediante la regla de la suma de límites en el límite en que $t$ se aproxima a $\infty$ .

$\frac{lim_{t \to \infty} 1 + lim_{t \to \infty} \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 2.5

Evalúa el límite de $1$ que es constante cuando $t$ se acerca a $\infty$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{t^{2}}{e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3

Aplica la regla de l'Hôpital

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Paso 3.1

Evalúa el límite del numerador y el límite del denominador.

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Paso 3.1.1

Resta el límite del numerador y el límite del denominador.

$\frac{1 + \frac{lim_{t \to \infty} t^{2}}{lim_{t \to \infty} e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.1.2

El límite al infinito de un polinomio con coeficiente principal positivo es infinito.

$\frac{1 + \frac{\infty}{lim_{t \to \infty} e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.1.3

Como el exponente $3 t$ se acerca a $\infty$ , la cantidad $e^{3 t}$ se acerca a $\infty$ .

$\frac{1 + \frac{\infty}{\infty}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.1.4

Infinito dividido por infinito es indefinido.

Indefinida

$\frac{1 + \frac{\infty}{\infty}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.2

Como $\frac{\infty}{\infty}$ es de forma indeterminada, aplica la regla de l'Hôpital. La regla de l'Hôpital establece que el límite de un cociente de funciones es igual al límite del cociente de sus derivadas.

$lim_{t \to \infty} \frac{t^{2}}{e^{3 t}} = lim_{t \to \infty} \frac{\frac{d}{d t} [t^{2}]}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}$

Paso 3.3

Obtén la derivada del numerador y el denominador.

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Paso 3.3.1

Diferencia el numerador y el denominador.

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{\frac{d}{d t} [t^{2}]}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 2$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.3

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ es $f' (g (t)) g' (t)$ donde $f (t) = e^{t}$ y $g (t) = 3 t$ .

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Paso 3.3.3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $3 t$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d t} [3 t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.3.2

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ es $a^{u} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{e^{u} \frac{d}{d t} [3 t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.3.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $3 t$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{e^{3 t} \frac{d}{d t} [3 t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.4

Como $3$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $3 t$ con respecto a $t$ es $3 \frac{d}{d t} [t]$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{e^{3 t} \cdot 3 \frac{d}{d t} [t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.5

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{e^{3 t} \cdot 3 \cdot 1}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.6

Multiplica $3$ por $1$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{e^{3 t} \cdot 3}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 3.3.7

Mueve $3$ a la izquierda de $e^{3 t}$ .

$\frac{1 + lim_{t \to \infty} \frac{2 t}{3 e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 4

Mueve el término $\frac{2}{3}$ fuera del límite porque es constante con respecto a $t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{t}{e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5

Aplica la regla de l'Hôpital

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Paso 5.1

Evalúa el límite del numerador y el límite del denominador.

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Paso 5.1.1

Resta el límite del numerador y el límite del denominador.

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{lim_{t \to \infty} t}{lim_{t \to \infty} e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.1.2

El límite al infinito de un polinomio con coeficiente principal positivo es infinito.

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{\infty}{lim_{t \to \infty} e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.1.3

Como el exponente $3 t$ se acerca a $\infty$ , la cantidad $e^{3 t}$ se acerca a $\infty$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{\infty}{\infty}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.1.4

Infinito dividido por infinito es indefinido.

Indefinida

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{\infty}{\infty}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.2

$lim_{t \to \infty} \frac{t}{e^{3 t}} = lim_{t \to \infty} \frac{\frac{d}{d t} [t]}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}$

Paso 5.3

Obtén la derivada del numerador y el denominador.

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Paso 5.3.1

Diferencia el numerador y el denominador.

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{\frac{d}{d t} [t]}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.3

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ es $f' (g (t)) g' (t)$ donde $f (t) = e^{t}$ y $g (t) = 3 t$ .

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Paso 5.3.3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $3 t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d t} [3 t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.3.2

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ es $a^{u} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{u} \frac{d}{d t} [3 t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.3.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $3 t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \frac{d}{d t} [3 t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.4

Como $3$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $3 t$ con respecto a $t$ es $3 \frac{d}{d t} [t]$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \cdot 3 \frac{d}{d t} [t]}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.5

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \cdot 3 \cdot 1}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.6

Multiplica $3$ por $1$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \cdot 3}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 5.3.7

Mueve $3$ a la izquierda de $e^{3 t}$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{3 e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 6

Mueve el término $\frac{1}{3}$ fuera del límite porque es constante con respecto a $t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t}}}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 7

Como su numerador se acerca a un número real mientras que su denominador no está acotado, la fracción $\frac{1}{e^{3 t}}$ se acerca a $0$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{lim_{t \to \infty} 2 - \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 8

Evalúa el límite.

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Paso 8.1

Divide el límite mediante la regla de la suma de límites en el límite en que $t$ se aproxima a $\infty$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{lim_{t \to \infty} 2 - lim_{t \to \infty} \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 8.2

Evalúa el límite de $2$ que es constante cuando $t$ se acerca a $\infty$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{t}{e^{3 t}}}$

Paso 9

Aplica la regla de l'Hôpital

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Paso 9.1

Evalúa el límite del numerador y el límite del denominador.

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Paso 9.1.1

Resta el límite del numerador y el límite del denominador.

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - \frac{lim_{t \to \infty} t}{lim_{t \to \infty} e^{3 t}}}$

Paso 9.1.2

El límite al infinito de un polinomio con coeficiente principal positivo es infinito.

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - \frac{\infty}{lim_{t \to \infty} e^{3 t}}}$

Paso 9.1.3

Como el exponente $3 t$ se acerca a $\infty$ , la cantidad $e^{3 t}$ se acerca a $\infty$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - \frac{\infty}{\infty}}$

Paso 9.1.4

Infinito dividido por infinito es indefinido.

Indefinida

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - \frac{\infty}{\infty}}$

Paso 9.2

$lim_{t \to \infty} \frac{t}{e^{3 t}} = lim_{t \to \infty} \frac{\frac{d}{d t} [t]}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}$

Paso 9.3

Obtén la derivada del numerador y el denominador.

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Paso 9.3.1

Diferencia el numerador y el denominador.

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{\frac{d}{d t} [t]}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}}$

Paso 9.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{\frac{d}{d t} [e^{3 t}]}}$

Paso 9.3.3

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ es $f' (g (t)) g' (t)$ donde $f (t) = e^{t}$ y $g (t) = 3 t$ .

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Paso 9.3.3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $3 t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d t} [3 t]}}$

Paso 9.3.3.2

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ es $a^{u} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{u} \frac{d}{d t} [3 t]}}$

Paso 9.3.3.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $3 t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \frac{d}{d t} [3 t]}}$

Paso 9.3.4

Como $3$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $3 t$ con respecto a $t$ es $3 \frac{d}{d t} [t]$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \cdot 3 \frac{d}{d t} [t]}}$

Paso 9.3.5

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ es $n t^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \cdot 3 \cdot 1}}$

Paso 9.3.6

Multiplica $3$ por $1$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t} \cdot 3}}$

Paso 9.3.7

Mueve $3$ a la izquierda de $e^{3 t}$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - lim_{t \to \infty} \frac{1}{3 e^{3 t}}}$

Paso 10

Mueve el término $\frac{1}{3}$ fuera del límite porque es constante con respecto a $t$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - \frac{1}{3} lim_{t \to \infty} \frac{1}{e^{3 t}}}$

Paso 11

Como su numerador se acerca a un número real mientras que su denominador no está acotado, la fracción $\frac{1}{e^{3 t}}$ se acerca a $0$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \cdot 0}{2 - \frac{1}{3} \cdot 0}$

Paso 12

Simplifica la respuesta.

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Paso 12.1

Simplifica el numerador.

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Paso 12.1.1

Multiplica $\frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3}$ .

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Paso 12.1.1.1

Multiplica $\frac{2}{3}$ por $\frac{1}{3}$ .

$\frac{1 + \frac{2}{3 \cdot 3} \cdot 0}{2 - \frac{1}{3} \cdot 0}$

Paso 12.1.1.2

Multiplica $3$ por $3$ .

$\frac{1 + \frac{2}{9} \cdot 0}{2 - \frac{1}{3} \cdot 0}$

Paso 12.1.2

Multiplica $\frac{2}{9}$ por $0$ .

$\frac{1 + 0}{2 - \frac{1}{3} \cdot 0}$

Paso 12.1.3

Suma $1$ y $0$ .

$\frac{1}{2 - \frac{1}{3} \cdot 0}$

Paso 12.2

Simplifica el denominador.

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Paso 12.2.1

Multiplica $- \frac{1}{3} \cdot 0$ .

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Paso 12.2.1.1

Multiplica $0$ por $- 1$ .

$\frac{1}{2 + 0 (\frac{1}{3})}$

Paso 12.2.1.2

Multiplica $0$ por $\frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{2 + 0}$

Paso 12.2.2

Suma $2$ y $0$ .

$\frac{1}{2}$