Elementarmathematik Beispiele

$lim_{x \to 0} \frac{x^{2} - 2 x}{x^{4}}$

Schritt 1

Wende die Regel von de L’Hospital an.

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Schritt 1.1

Berechne den Grenzwert des Zählers und den Grenzwert des Nenners.

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Schritt 1.1.1

Bilde den Grenzwert für den Zähler und den Grenzwert für den Nenner.

$\frac{lim_{x \to 0} x^{2} - 2 x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2

Berechne den Grenzwert des Zählers.

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Schritt 1.1.2.1

Zerlege den Grenzwert unter Anwendung der Summenregel für Grenzwerte auf den Grenzwert, wenn $x$ sich an $0$ annähert.

$\frac{lim_{x \to 0} x^{2} - lim_{x \to 0} 2 x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.2

Ziehe den Exponenten $2$ von $x^{2}$ aus dem Grenzwert durch Anwendung der Potenzregel für Grenzwerte.

$\frac{{(lim_{x \to 0} x)}^{2} - lim_{x \to 0} 2 x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.3

Ziehe den Term $2$ aus dem Grenzwert, da er konstant bezüglich $x$ ist.

$\frac{{(lim_{x \to 0} x)}^{2} - 2 lim_{x \to 0} x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.4

Berechne die Grenzwerte durch Einsetzen von $0$ für alle $x$ .

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Schritt 1.1.2.4.1

Berechne den Grenzwert von $x$ durch Einsetzen von $0$ für $x$ .

$\frac{0^{2} - 2 lim_{x \to 0} x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.4.2

Berechne den Grenzwert von $x$ durch Einsetzen von $0$ für $x$ .

$\frac{0^{2} - 2 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.5

Vereinfache die Lösung.

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Schritt 1.1.2.5.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.1.2.5.1.1

$0$ zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt $0$ .

$\frac{0 - 2 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.5.1.2

Mutltipliziere $- 2$ mit $0$ .

$\frac{0 + 0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.2.5.2

Addiere $0$ und $0$ .

$\frac{0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Schritt 1.1.3

Berechne den Grenzwert des Nenners.

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Schritt 1.1.3.1

Ziehe den Exponenten $4$ von $x^{4}$ aus dem Grenzwert durch Anwendung der Potenzregel für Grenzwerte.

$\frac{0}{{(lim_{x \to 0} x)}^{4}}$

Schritt 1.1.3.2

Berechne den Grenzwert von $x$ durch Einsetzen von $0$ für $x$ .

$\frac{0}{0^{4}}$

Schritt 1.1.3.3

$0$ zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt $0$ .

$\frac{0}{0}$

Schritt 1.1.3.4

Der Ausdruck enthält eine Division durch $0$ . Der Ausdruck ist nicht definiert.

Undefiniert

$\frac{0}{0}$

Schritt 1.1.4

Der Ausdruck enthält eine Division durch $0$ . Der Ausdruck ist nicht definiert.

Undefiniert

$\frac{0}{0}$

Schritt 1.2

Da $\frac{0}{0}$ unbestimmt ist, wende die Regel von L'Hospital an. Die Regel von L'Hospital besagt, dass der Grenzwert eines Quotienten von Funktionen gleich dem Grenzwert des Quotienten ihrer Ableitungen ist.

$lim_{x \to 0} \frac{x^{2} - 2 x}{x^{4}} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2} - 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3

Bestimme die Ableitung des Zählers und des Nenners.

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Schritt 1.3.1

Differenziere den Zähler und Nenner.

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2} - 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{2} - 2 x$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 2$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x + \frac{d}{d x} [- 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3.4

Berechne $\frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

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Schritt 1.3.4.1

Da $- 2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 2 x$ nach $x$ gleich $- 2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2 \frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3.4.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2 \cdot 1}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3.4.3

Mutltipliziere $- 2$ mit $1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Schritt 1.3.5

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 4$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2}{4 x^{3}}$

Schritt 1.4

Kürze den gemeinsamen Teiler von $2 x - 2$ und $4$ .

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Schritt 1.4.1

Faktorisiere $2$ aus $2 x$ heraus.

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x) - 2}{4 x^{3}}$

Schritt 1.4.2

Faktorisiere $2$ aus $- 2$ heraus.

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x) + 2 (- 1)}{4 x^{3}}$

Schritt 1.4.3

Faktorisiere $2$ aus $2 (x) + 2 (- 1)$ heraus.

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x - 1)}{4 x^{3}}$

Schritt 1.4.4

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.4.4.1

Faktorisiere $2$ aus $4 x^{3}$ heraus.

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x - 1)}{2 (2 x^{3})}$

Schritt 1.4.4.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x - 1)}{2 (2 x^{3})}$

Schritt 1.4.4.3

Forme den Ausdruck um.

$lim_{x \to 0} \frac{x - 1}{2 x^{3}}$

Schritt 2

Da die Funktion von links gegen $\infty$ geht und von rechts gegen $- \infty$ geht, existiert der Grenzwert nicht.

$Existiert nicht$