Математический анализ Примеры

Вычислить при помощи правила Лопиталя предел (2 натуральный логарифм x+1+2x)/(4sin(x)-2x^3), когда x стремится к 0
Этап 1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.2.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.2.3
Внесем предел под знак логарифма.
Этап 1.2.4
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.2.5
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 1.2.6
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.2.7
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.7.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.2.7.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.2.8
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.8.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.8.1.1
Добавим и .
Этап 1.2.8.1.2
Натуральный логарифм равен .
Этап 1.2.8.1.3
Умножим на .
Этап 1.2.8.1.4
Умножим на .
Этап 1.2.8.2
Добавим и .
Этап 1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.3.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.3.3
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 1.3.4
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.3.5
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 1.3.6
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.6.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.3.6.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.3.7
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.7.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.7.1.1
Точное значение : .
Этап 1.3.7.1.2
Умножим на .
Этап 1.3.7.1.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 1.3.7.1.4
Умножим на .
Этап 1.3.7.2
Добавим и .
Этап 1.3.7.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 1.3.8
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.3.2.2
Производная по равна .
Этап 3.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.3.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.3.6
Добавим и .
Этап 3.3.7
Умножим на .
Этап 3.3.8
Объединим и .
Этап 3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.4.3
Умножим на .
Этап 3.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.5.1
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.5.1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.5.1.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 3.6
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.7
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.7.2
Производная по равна .
Этап 3.8
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.8.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.8.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.8.3
Умножим на .
Этап 3.9
Изменим порядок членов.
Этап 4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 5
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Умножим на .
Этап 5.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.3
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.2.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 6
Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении к .
Этап 7
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 8
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 9
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 10
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 11
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 12
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 13
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 14
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 15
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 16
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 17
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 18
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 18.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 18.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 18.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 18.4
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 19
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.1.1
Добавим и .
Этап 19.1.2
Добавим и .
Этап 19.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1
Добавим и .
Этап 19.2.2
Умножим на .
Этап 19.2.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 19.2.4
Умножим на .
Этап 19.2.5
Точное значение : .
Этап 19.2.6
Умножим на .
Этап 19.2.7
Добавим и .
Этап 19.3
Разделим на .