Математический анализ Примеры
limx→3x3-4x-15x3+x2-6x-18limx→3x3−4x−15x3+x2−6x−18
Этап 1
Этап 1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
limx→3x3-4x-15limx→3x3+x2-6x-18limx→3x3−4x−15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2
Найдем предел числителя.
Этап 1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении xx к 33.
limx→3x3-limx→34x-limx→315limx→3x3+x2-6x-18limx→3x3−limx→34x−limx→315limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.2
Вынесем степень 33 в выражении x3x3 из-под знака предела по правилу степени для пределов.
(limx→3x)3-limx→34x-limx→315limx→3x3+x2-6x-18(limx→3x)3−limx→34x−limx→315limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.3
Вынесем член 44 из-под знака предела, так как он не зависит от xx.
(limx→3x)3-4limx→3x-limx→315limx→3x3+x2-6x-18(limx→3x)3−4limx→3x−limx→315limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.4
Найдем предел 1515, который является константой по мере приближения xx к 33.
(limx→3x)3-4limx→3x-1⋅15limx→3x3+x2-6x-18(limx→3x)3−4limx→3x−1⋅15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.5
Найдем значения пределов, подставив значение 33 для всех вхождений xx.
Этап 1.2.5.1
Найдем предел xx, подставив значение 33 для xx.
33-4limx→3x-1⋅15limx→3x3+x2-6x-1833−4limx→3x−1⋅15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.5.2
Найдем предел xx, подставив значение 33 для xx.
33-4⋅3-1⋅15limx→3x3+x2-6x-1833−4⋅3−1⋅15limx→3x3+x2−6x−18
33-4⋅3-1⋅15limx→3x3+x2-6x-1833−4⋅3−1⋅15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.6
Упростим ответ.
Этап 1.2.6.1
Упростим каждый член.
Этап 1.2.6.1.1
Возведем 33 в степень 33.
27-4⋅3-1⋅15limx→3x3+x2-6x-1827−4⋅3−1⋅15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.6.1.2
Умножим -4−4 на 33.
27-12-1⋅15limx→3x3+x2-6x-1827−12−1⋅15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.6.1.3
Умножим -1−1 на 1515.
27-12-15limx→3x3+x2-6x-1827−12−15limx→3x3+x2−6x−18
27-12-15limx→3x3+x2-6x-1827−12−15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.6.2
Вычтем 1212 из 2727.
15-15limx→3x3+x2-6x-1815−15limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.2.6.3
Вычтем 1515 из 1515.
0limx→3x3+x2-6x-180limx→3x3+x2−6x−18
0limx→3x3+x2-6x-180limx→3x3+x2−6x−18
0limx→3x3+x2-6x-180limx→3x3+x2−6x−18
Этап 1.3
Найдем предел знаменателя.
Этап 1.3.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении xx к 33.
0limx→3x3+limx→3x2-limx→36x-limx→3180limx→3x3+limx→3x2−limx→36x−limx→318
Этап 1.3.2
Вынесем степень 33 в выражении x3x3 из-под знака предела по правилу степени для пределов.
0(limx→3x)3+limx→3x2-limx→36x-limx→3180(limx→3x)3+limx→3x2−limx→36x−limx→318
Этап 1.3.3
Вынесем степень 22 в выражении x2x2 из-под знака предела по правилу степени для пределов.
0(limx→3x)3+(limx→3x)2-limx→36x-limx→3180(limx→3x)3+(limx→3x)2−limx→36x−limx→318
Этап 1.3.4
Вынесем член 66 из-под знака предела, так как он не зависит от xx.
0(limx→3x)3+(limx→3x)2-6limx→3x-limx→3180(limx→3x)3+(limx→3x)2−6limx→3x−limx→318
Этап 1.3.5
Найдем предел 1818, который является константой по мере приближения xx к 33.
0(limx→3x)3+(limx→3x)2-6limx→3x-1⋅180(limx→3x)3+(limx→3x)2−6limx→3x−1⋅18
Этап 1.3.6
Найдем значения пределов, подставив значение 33 для всех вхождений xx.
Этап 1.3.6.1
Найдем предел xx, подставив значение 33 для xx.
033+(limx→3x)2-6limx→3x-1⋅18033+(limx→3x)2−6limx→3x−1⋅18
Этап 1.3.6.2
Найдем предел xx, подставив значение 33 для xx.
033+32-6limx→3x-1⋅18033+32−6limx→3x−1⋅18
Этап 1.3.6.3
Найдем предел xx, подставив значение 33 для xx.
033+32-6⋅3-1⋅18033+32−6⋅3−1⋅18
033+32-6⋅3-1⋅18033+32−6⋅3−1⋅18
Этап 1.3.7
Упростим ответ.
Этап 1.3.7.1
Упростим каждый член.
Этап 1.3.7.1.1
Возведем 33 в степень 33.
027+32-6⋅3-1⋅18027+32−6⋅3−1⋅18
Этап 1.3.7.1.2
Возведем 33 в степень 22.
027+9-6⋅3-1⋅18027+9−6⋅3−1⋅18
Этап 1.3.7.1.3
Умножим -6−6 на 33.
027+9-18-1⋅18027+9−18−1⋅18
Этап 1.3.7.1.4
Умножим -1−1 на 1818.
027+9-18-18027+9−18−18
027+9-18-18027+9−18−18
Этап 1.3.7.2
Добавим 2727 и 99.
036-18-18036−18−18
Этап 1.3.7.3
Вычтем 1818 из 3636.
018-18018−18
Этап 1.3.7.4
Вычтем 1818 из 1818.
0000
Этап 1.3.7.5
Выражение содержит деление на 00. Выражение не определено.
Неопределенные
0000
Этап 1.3.8
Выражение содержит деление на 00. Выражение не определено.
Неопределенные
0000
Этап 1.4
Выражение содержит деление на 00. Выражение не определено.
Неопределенные
0000
Этап 2
Поскольку 0000 является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
limx→3x3-4x-15x3+x2-6x-18=limx→3ddx[x3-4x-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→3x3−4x−15x3+x2−6x−18=limx→3ddx[x3−4x−15]ddx[x3+x2−6x−18]
Этап 3
Этап 3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
limx→3ddx[x3-4x-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→3ddx[x3−4x−15]ddx[x3+x2−6x−18]
Этап 3.2
По правилу суммы производная x3-4x-15x3−4x−15 по xx имеет вид ddx[x3]+ddx[-4x]+ddx[-15]ddx[x3]+ddx[−4x]+ddx[−15].
limx→3ddx[x3]+ddx[-4x]+ddx[-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→3ddx[x3]+ddx[−4x]+ddx[−15]ddx[x3+x2−6x−18]
Этап 3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что ddx[xn]ddx[xn] имеет вид nxn-1nxn−1, где n=3n=3.
limx→33x2+ddx[-4x]+ddx[-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→33x2+ddx[−4x]+ddx[−15]ddx[x3+x2−6x−18]
Этап 3.4
Найдем значение ddx[-4x]ddx[−4x].
Этап 3.4.1
Поскольку -4−4 является константой относительно xx, производная -4x−4x по xx равна -4ddx[x]−4ddx[x].
limx→33x2-4ddx[x]+ddx[-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→33x2−4ddx[x]+ddx[−15]ddx[x3+x2−6x−18]
Этап 3.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что ddx[xn]ddx[xn] имеет вид nxn-1nxn−1, где n=1n=1.
limx→33x2-4⋅1+ddx[-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→33x2−4⋅1+ddx[−15]ddx[x3+x2−6x−18]
Этап 3.4.3
Умножим -4−4 на 11.
limx→33x2-4+ddx[-15]ddx[x3+x2-6x-18]limx→33x2−4+ddx[−15]ddx[x3+x2−6x−18]
limx→33x2-4+ddx[-15]ddx[x3+x2-6x-18]
Этап 3.5
Поскольку -15 является константой относительно x, производная -15 относительно x равна 0.
limx→33x2-4+0ddx[x3+x2-6x-18]
Этап 3.6
Добавим 3x2-4 и 0.
limx→33x2-4ddx[x3+x2-6x-18]
Этап 3.7
По правилу суммы производная x3+x2-6x-18 по x имеет вид ddx[x3]+ddx[x2]+ddx[-6x]+ddx[-18].
limx→33x2-4ddx[x3]+ddx[x2]+ddx[-6x]+ddx[-18]
Этап 3.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что ddx[xn] имеет вид nxn-1, где n=3.
limx→33x2-43x2+ddx[x2]+ddx[-6x]+ddx[-18]
Этап 3.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что ddx[xn] имеет вид nxn-1, где n=2.
limx→33x2-43x2+2x+ddx[-6x]+ddx[-18]
Этап 3.10
Найдем значение ddx[-6x].
Этап 3.10.1
Поскольку -6 является константой относительно x, производная -6x по x равна -6ddx[x].
limx→33x2-43x2+2x-6ddx[x]+ddx[-18]
Этап 3.10.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что ddx[xn] имеет вид nxn-1, где n=1.
limx→33x2-43x2+2x-6⋅1+ddx[-18]
Этап 3.10.3
Умножим -6 на 1.
limx→33x2-43x2+2x-6+ddx[-18]
limx→33x2-43x2+2x-6+ddx[-18]
Этап 3.11
Поскольку -18 является константой относительно x, производная -18 относительно x равна 0.
limx→33x2-43x2+2x-6+0
Этап 3.12
Добавим 3x2+2x-6 и 0.
limx→33x2-43x2+2x-6
limx→33x2-43x2+2x-6
Этап 4
Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении x к 3.
limx→33x2-4limx→33x2+2x-6
Этап 5
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении x к 3.
limx→33x2-limx→34limx→33x2+2x-6
Этап 6
Вынесем член 3 из-под знака предела, так как он не зависит от x.
3limx→3x2-limx→34limx→33x2+2x-6
Этап 7
Вынесем степень 2 в выражении x2 из-под знака предела по правилу степени для пределов.
3(limx→3x)2-limx→34limx→33x2+2x-6
Этап 8
Найдем предел 4, который является константой по мере приближения x к 3.
3(limx→3x)2-1⋅4limx→33x2+2x-6
Этап 9
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении x к 3.
3(limx→3x)2-1⋅4limx→33x2+limx→32x-limx→36
Этап 10
Вынесем член 3 из-под знака предела, так как он не зависит от x.
3(limx→3x)2-1⋅43limx→3x2+limx→32x-limx→36
Этап 11
Вынесем степень 2 в выражении x2 из-под знака предела по правилу степени для пределов.
3(limx→3x)2-1⋅43(limx→3x)2+limx→32x-limx→36
Этап 12
Вынесем член 2 из-под знака предела, так как он не зависит от x.
3(limx→3x)2-1⋅43(limx→3x)2+2limx→3x-limx→36
Этап 13
Найдем предел 6, который является константой по мере приближения x к 3.
3(limx→3x)2-1⋅43(limx→3x)2+2limx→3x-1⋅6
Этап 14
Этап 14.1
Найдем предел x, подставив значение 3 для x.
3⋅32-1⋅43(limx→3x)2+2limx→3x-1⋅6
Этап 14.2
Найдем предел x, подставив значение 3 для x.
3⋅32-1⋅43⋅32+2limx→3x-1⋅6
Этап 14.3
Найдем предел x, подставив значение 3 для x.
3⋅32-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
3⋅32-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15
Этап 15.1
Упростим числитель.
Этап 15.1.1
Умножим 3 на 32, сложив экспоненты.
Этап 15.1.1.1
Умножим 3 на 32.
Этап 15.1.1.1.1
Возведем 3 в степень 1.
31⋅32-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.1.1.1.2
Применим правило степени aman=am+n для объединения показателей.
31+2-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
31+2-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.1.1.2
Добавим 1 и 2.
33-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
33-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.1.2
Возведем 3 в степень 3.
27-1⋅43⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.1.3
Умножим -1 на 4.
27-43⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.1.4
Вычтем 4 из 27.
233⋅32+2⋅3-1⋅6
233⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.2
Упростим знаменатель.
Этап 15.2.1
Умножим 3 на 32, сложив экспоненты.
Этап 15.2.1.1
Умножим 3 на 32.
Этап 15.2.1.1.1
Возведем 3 в степень 1.
2331⋅32+2⋅3-1⋅6
Этап 15.2.1.1.2
Применим правило степени aman=am+n для объединения показателей.
2331+2+2⋅3-1⋅6
2331+2+2⋅3-1⋅6
Этап 15.2.1.2
Добавим 1 и 2.
2333+2⋅3-1⋅6
2333+2⋅3-1⋅6
Этап 15.2.2
Возведем 3 в степень 3.
2327+2⋅3-1⋅6
Этап 15.2.3
Умножим 2 на 3.
2327+6-1⋅6
Этап 15.2.4
Умножим -1 на 6.
2327+6-6
Этап 15.2.5
Добавим 27 и 6.
2333-6
Этап 15.2.6
Вычтем 6 из 33.
2327
2327
2327