Математический анализ Примеры

Вычислить при помощи правила Лопиталя предел (3tan(3x)-x^3)/(4 натуральный логарифм 1-2x-3x^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
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку тангенс — непрерывная функция.
Этап 1.2.4
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.2.5
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 1.2.6
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.6.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.2.6.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.2.7
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.7.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.7.1.1
Умножим на .
Этап 1.2.7.1.2
Точное значение : .
Этап 1.2.7.1.3
Умножим на .
Этап 1.2.7.1.4
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 1.2.7.1.5
Умножим на .
Этап 1.2.7.2
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
Внесем предел под знак логарифма.
Этап 1.3.4
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.3.5
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 1.3.6
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.3.7
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 1.3.8
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 1.3.9
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.9.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.3.9.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.3.10
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.10.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.10.1.1
Умножим на .
Этап 1.3.10.1.2
Добавим и .
Этап 1.3.10.1.3
Натуральный логарифм равен .
Этап 1.3.10.1.4
Умножим на .
Этап 1.3.10.1.5
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 1.3.10.1.6
Умножим на .
Этап 1.3.10.2
Добавим и .
Этап 1.3.10.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 1.3.11
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
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.5
Умножим на .
Этап 3.3.6
Перенесем влево от .
Этап 3.3.7
Умножим на .
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
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
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.7.2.2
Производная по равна .
Этап 3.7.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.7.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.7.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.7.5
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.7.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.7.7
Умножим на .
Этап 3.7.8
Вычтем из .
Этап 3.7.9
Объединим и .
Этап 3.7.10
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.7.11
Умножим на .
Этап 3.7.12
Объединим и .
Этап 3.7.13
Умножим на .
Этап 3.7.14
Вынесем знак минуса перед дробью.
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
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.9.1
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.9.1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.9.1.2
Объединим и .
Этап 3.9.1.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.9.2
Изменим порядок членов.
Этап 4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 5
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 6
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 7
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 8
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 9
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 10
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 11
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку секанс — непрерывная функция.
Этап 12
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 13
Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении к .
Этап 14
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 15
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 16
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 17
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 18
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 19
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 20
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 21
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 22
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 23
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 24
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 25
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 25.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 25.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 25.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 25.4
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 25.5
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 26
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 26.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 26.1.1
Умножим на .
Этап 26.1.2
Добавим и .
Этап 26.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 26.2.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 26.2.2
Умножим на .
Этап 26.2.3
Умножим на .
Этап 26.2.4
Добавим и .
Этап 26.2.5
Умножим на .
Этап 26.2.6
Умножим на .
Этап 26.2.7
Вычтем из .
Этап 26.3
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 26.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 26.3.2
Умножим на .
Этап 26.3.3
Умножим на .
Этап 26.3.4
Точное значение : .
Этап 26.3.5
Единица в любой степени равна единице.
Этап 26.3.6
Умножим на .
Этап 26.4
Добавим и .
Этап 26.5
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 26.6
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 26.6.1
Умножим на .
Этап 26.6.2
Объединим и .
Этап 26.7
Вынесем знак минуса перед дробью.