Математический анализ Примеры

Оценить предел предел (tan(x)-sin(x))/(x^3), если x стремится к 0
Этап 1
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 1.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.1.2.2
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку тангенс — непрерывная функция.
Этап 1.1.2.3
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 1.1.2.4
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.4.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.1.2.4.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.1.2.5
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.5.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.5.1.1
Точное значение : .
Этап 1.1.2.5.1.2
Точное значение : .
Этап 1.1.2.5.1.3
Умножим на .
Этап 1.1.2.5.2
Добавим и .
Этап 1.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.3.1
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 1.1.3.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 1.1.3.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 1.1.3.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 1.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 1.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 1.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 1.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.3.3
Производная по равна .
Этап 1.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.3.4.2
Производная по равна .
Этап 1.3.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 3
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 3.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 3.1.2.2
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 3.1.2.3
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку секанс — непрерывная функция.
Этап 3.1.2.4
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 3.1.2.5
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.5.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 3.1.2.5.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 3.1.2.6
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.6.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.6.1.1
Точное значение : .
Этап 3.1.2.6.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 3.1.2.6.1.3
Точное значение : .
Этап 3.1.2.6.1.4
Умножим на .
Этап 3.1.2.6.2
Вычтем из .
Этап 3.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.3.1
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 3.1.3.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 3.1.3.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 3.1.3.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 3.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 3.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 3.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 3.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.3.3.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.3.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.3.3.2
Производная по равна .
Этап 3.3.3.3
Возведем в степень .
Этап 3.3.3.4
Возведем в степень .
Этап 3.3.3.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.3.3.6
Добавим и .
Этап 3.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.4.2
Производная по равна .
Этап 3.3.4.3
Умножим на .
Этап 3.3.4.4
Умножим на .
Этап 3.3.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 5
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 5.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 5.1.2.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 5.1.2.3
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 5.1.2.4
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 5.1.2.5
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку секанс — непрерывная функция.
Этап 5.1.2.6
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку тангенс — непрерывная функция.
Этап 5.1.2.7
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.2.8
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.8.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.8.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.8.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.9
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.9.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.9.1.1
Точное значение : .
Этап 5.1.2.9.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.1.2.9.1.3
Умножим на .
Этап 5.1.2.9.1.4
Точное значение : .
Этап 5.1.2.9.1.5
Умножим на .
Этап 5.1.2.9.1.6
Точное значение : .
Этап 5.1.2.9.2
Добавим и .
Этап 5.1.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 5.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 5.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 5.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.3.3.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 5.3.3.3
Производная по равна .
Этап 5.3.3.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 5.3.3.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.3.3.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5.3.3.5
Производная по равна .
Этап 5.3.3.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.6.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.3.6.2
Добавим и .
Этап 5.3.3.7
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.8
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.9
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.3.10
Добавим и .
Этап 5.3.3.11
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.12
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.13
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.3.14
Добавим и .
Этап 5.3.4
Производная по равна .
Этап 5.3.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.3.5.2
Умножим на .
Этап 5.3.5.3
Изменим порядок членов.
Этап 5.3.5.4
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.5.4.1
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 5.3.5.4.2
Применим правило умножения к .
Этап 5.3.5.4.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.3.5.4.4
Объединим и .
Этап 5.3.5.4.5
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 5.3.5.4.6
Применим правило умножения к .
Этап 5.3.5.4.7
Объединим.
Этап 5.3.5.4.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.5.4.8.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.5.4.8.2
Добавим и .
Этап 5.3.5.4.9
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 5.3.5.4.10
Применим правило умножения к .
Этап 5.3.5.4.11
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.3.5.4.12
Объединим и .
Этап 5.3.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.4
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 5.4.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 5.4.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 5.5
Разделим на .
Этап 6
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении к .
Этап 6.2
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 6.3
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.4
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.5
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 6.6
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 6.7
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 6.8
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 6.9
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.10
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 6.11
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.12
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 7
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.4
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 8
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1.1
Умножим на .
Этап 8.1.2
Умножим на .
Этап 8.2
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.1
Точное значение : .
Этап 8.2.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 8.2.3
Умножим на .
Этап 8.2.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.4.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 8.2.4.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 8.2.4.2
Добавим и .
Этап 8.2.5
Точное значение : .
Этап 8.2.6
Единица в любой степени равна единице.
Этап 8.2.7
Добавим и .
Этап 8.2.8
Добавим и .
Этап 8.3
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.1
Точное значение : .
Этап 8.3.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 8.4
Разделим на .
Этап 8.5
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.5.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.5.3
Перепишем это выражение.
Этап 9
Результат можно представить в различном виде.
Точная форма:
Десятичная форма: