Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Переведем в .
Этап 2
Перепишем в виде .
Этап 3
Рассмотрим предел как левосторонний.
Этап 4
Этап 4.1
Применим правило Лопиталя.
Этап 4.1.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 4.1.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 4.1.1.2
Найдем предел числителя.
Этап 4.1.1.2.1
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 4.1.1.2.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 4.1.1.2.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 4.1.1.3
Найдем предел знаменателя.
Этап 4.1.1.3.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.1.3.2
Поскольку числитель стремится к вещественному числу, а знаменатель неограничен, дробь стремится к .
Этап 4.1.1.3.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 4.1.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 4.1.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 4.1.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Этап 4.1.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 4.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.3.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.1.3.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.1.3.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.3.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.1.3.4.2
Производная по равна .
Этап 4.1.3.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.1.3.5
Умножим на .
Этап 4.1.3.6
Возведем в степень .
Этап 4.1.3.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.3.8
Вычтем из .
Этап 4.1.3.9
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.3.10
Умножим на .
Этап 4.1.3.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.12
Умножим на .
Этап 4.1.3.13
Упростим.
Этап 4.1.3.13.1
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 4.1.3.13.2
Изменим знак экспоненты, переписав основание в виде обратной величины.
Этап 4.1.3.13.3
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 4.1.3.13.4
Сократим общий множитель .
Этап 4.1.3.13.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.3.13.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.3.13.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.4
Сократим общий множитель и .
Этап 4.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.4.2
Сократим общие множители.
Этап 4.1.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.5
Разделим дроби.
Этап 4.1.6
Переведем в .
Этап 4.1.7
Разделим дроби.
Этап 4.1.8
Переведем в .
Этап 4.1.9
Объединим и .
Этап 4.1.10
Объединим и .
Этап 4.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 4.3
Создадим таблицу, чтобы показать поведение функции , когда стремится к слева.
Этап 4.4
Если значения стремятся к , значения функции стремятся к . Таким образом, предел , когда стремится к слева, равен .
Этап 4.5
Упростим ответ.
Этап 4.5.1
Объединим и .
Этап 4.5.2
Разделим на .
Этап 5
Рассмотрим предел как правосторонний.
Этап 6
Этап 6.1
Применим правило Лопиталя.
Этап 6.1.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 6.1.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 6.1.1.2
Найдем предел числителя.
Этап 6.1.1.2.1
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.1.1.2.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 6.1.1.2.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 6.1.1.3
Найдем предел знаменателя.
Этап 6.1.1.3.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 6.1.1.3.2
Поскольку числитель стремится к вещественному числу, а знаменатель неограничен, дробь стремится к .
Этап 6.1.1.3.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 6.1.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 6.1.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 6.1.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Этап 6.1.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 6.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.1.3.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 6.1.3.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 6.1.3.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.1.3.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 6.1.3.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 6.1.3.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 6.1.3.4.2
Производная по равна .
Этап 6.1.3.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 6.1.3.5
Умножим на .
Этап 6.1.3.6
Возведем в степень .
Этап 6.1.3.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.1.3.8
Вычтем из .
Этап 6.1.3.9
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 6.1.3.10
Умножим на .
Этап 6.1.3.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.1.3.12
Умножим на .
Этап 6.1.3.13
Упростим.
Этап 6.1.3.13.1
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 6.1.3.13.2
Изменим знак экспоненты, переписав основание в виде обратной величины.
Этап 6.1.3.13.3
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 6.1.3.13.4
Сократим общий множитель .
Этап 6.1.3.13.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.3.13.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.3.13.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.4
Сократим общий множитель и .
Этап 6.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.4.2
Сократим общие множители.
Этап 6.1.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.5
Разделим дроби.
Этап 6.1.6
Переведем в .
Этап 6.1.7
Разделим дроби.
Этап 6.1.8
Переведем в .
Этап 6.1.9
Объединим и .
Этап 6.1.10
Объединим и .
Этап 6.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.3
Создадим таблицу, чтобы показать поведение функции , когда стремится к справа.
Этап 6.4
Если значения стремятся к , значения функции стремятся к . Таким образом, предел , когда стремится к справа, равен .
Этап 6.5
Упростим ответ.
Этап 6.5.1
Объединим и .
Этап 6.5.2
Разделим на .
Этап 7
Так как левосторонний предел совпадает с правосторонним, предел равен .