Математический анализ Примеры

Оценить предел предел ((sin(x))/(cos(x)^2))-tan(x)^2, если x стремится к pi/2
Этап 1
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.2
Объединим и .
Этап 1.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 2.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 2.1.2.2
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 2.1.2.3
Перепишем в виде .
Этап 2.1.2.4
Рассмотрим предел как левосторонний.
Этап 2.1.2.5
Вычислим левосторонний предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 2.1.2.5.1.1.2
Когда стремится к слева, функция неограниченно возрастает.
Этап 2.1.2.5.1.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.1.3.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.1.2.5.1.1.3.2
Так как числитель положителен, а знаменатель стремится к нулю и больше нуля для около слева, функция неограниченно растет.
Этап 2.1.2.5.1.1.3.3
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 2.1.2.5.1.1.4
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 2.1.2.5.1.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 2.1.2.5.1.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 2.1.2.5.1.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.1.2.5.1.3.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.5.1.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.1.2.5.1.3.3
Производная по равна .
Этап 2.1.2.5.1.3.4
Изменим порядок множителей в .
Этап 2.1.2.5.1.3.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.3.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.1.2.5.1.3.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.5.1.3.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.1.2.5.1.3.6
Производная по равна .
Этап 2.1.2.5.1.3.7
Умножим на .
Этап 2.1.2.5.1.3.8
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.3.8.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.1.2.5.1.3.8.2
Объединим и .
Этап 2.1.2.5.1.3.8.3
Объединим и .
Этап 2.1.2.5.1.4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 2.1.2.5.1.5
Объединим множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.5.1
Объединим и .
Этап 2.1.2.5.1.5.2
Объединим и .
Этап 2.1.2.5.1.5.3
Объединим и .
Этап 2.1.2.5.1.6
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.6.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.1.2.5.1.6.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.1.2.5.1.7
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.7.1
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.1.2.5.1.7.2
Применим правило умножения к .
Этап 2.1.2.5.1.7.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 2.1.2.5.1.7.4
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.1.2.5.1.7.5
Объединим показатели степеней.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.7.5.1
Объединим и .
Этап 2.1.2.5.1.7.5.2
Умножим на .
Этап 2.1.2.5.1.7.5.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.7.5.3.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.7.5.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.2.5.1.7.5.3.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.2.5.1.7.5.3.2
Добавим и .
Этап 2.1.2.5.1.7.6
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.7.6.1
Сократим выражение путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.7.6.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.1.2.5.1.7.6.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.1.2.5.1.7.6.2
Разделим на .
Этап 2.1.2.5.1.8
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.5.1.8.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.1.2.5.1.8.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.1.2.5.2
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 2.1.2.6
Рассмотрим предел как правосторонний.
Этап 2.1.2.7
Вычислим правосторонний предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 2.1.2.7.1.1.2
Когда стремится к справа, функция неограниченно возрастает.
Этап 2.1.2.7.1.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.1.3.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.1.2.7.1.1.3.2
Так как числитель положителен, а знаменатель стремится к нулю и больше нуля для около справа, функция неограниченно растет.
Этап 2.1.2.7.1.1.3.3
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 2.1.2.7.1.1.4
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 2.1.2.7.1.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 2.1.2.7.1.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 2.1.2.7.1.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.1.2.7.1.3.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.7.1.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.1.2.7.1.3.3
Производная по равна .
Этап 2.1.2.7.1.3.4
Изменим порядок множителей в .
Этап 2.1.2.7.1.3.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.3.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.1.2.7.1.3.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.7.1.3.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.1.2.7.1.3.6
Производная по равна .
Этап 2.1.2.7.1.3.7
Умножим на .
Этап 2.1.2.7.1.3.8
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.3.8.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.1.2.7.1.3.8.2
Объединим и .
Этап 2.1.2.7.1.3.8.3
Объединим и .
Этап 2.1.2.7.1.4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 2.1.2.7.1.5
Объединим множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.5.1
Объединим и .
Этап 2.1.2.7.1.5.2
Объединим и .
Этап 2.1.2.7.1.5.3
Объединим и .
Этап 2.1.2.7.1.6
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.6.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.1.2.7.1.6.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.1.2.7.1.7
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.7.1
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.1.2.7.1.7.2
Применим правило умножения к .
Этап 2.1.2.7.1.7.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 2.1.2.7.1.7.4
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.1.2.7.1.7.5
Объединим показатели степеней.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.7.5.1
Объединим и .
Этап 2.1.2.7.1.7.5.2
Умножим на .
Этап 2.1.2.7.1.7.5.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.7.5.3.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.7.5.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.2.7.1.7.5.3.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.2.7.1.7.5.3.2
Добавим и .
Этап 2.1.2.7.1.7.6
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.7.6.1
Сократим выражение путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.7.6.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.1.2.7.1.7.6.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.1.2.7.1.7.6.2
Разделим на .
Этап 2.1.2.7.1.8
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.7.1.8.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.1.2.7.1.8.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.1.2.7.2
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 2.1.2.8
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 2.1.2.9
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.9.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.9.1.1
Точное значение : .
Этап 2.1.2.9.1.2
Умножим на .
Этап 2.1.2.9.2
Вычтем из .
Этап 2.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.3.1
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.3.1.1
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 2.1.3.1.2
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 2.1.3.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 2.1.3.3
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.3.3.1
Точное значение : .
Этап 2.1.3.3.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 2.1.3.3.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 2.1.3.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 2.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 2.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 2.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 2.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.3
Производная по равна .
Этап 2.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.4.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3.4.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.4.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.4.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3.4.4
Производная по равна .
Этап 2.3.4.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.4.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.4.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3.4.6
Производная по равна .
Этап 2.3.4.7
Умножим на .
Этап 2.3.4.8
Перенесем влево от .
Этап 2.3.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.3.5.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.2.1
Умножим на .
Этап 2.3.5.2.2
Умножим на .
Этап 2.3.5.3
Изменим порядок членов.
Этап 2.3.5.4
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.1
Добавим круглые скобки.
Этап 2.3.5.4.2
Изменим порядок и .
Этап 2.3.5.4.3
Добавим круглые скобки.
Этап 2.3.5.4.4
Изменим порядок и .
Этап 2.3.5.4.5
Изменим порядок и .
Этап 2.3.5.4.6
Применим формулу двойного угла для синуса.
Этап 2.3.5.4.7
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.3.5.4.8
Применим правило умножения к .
Этап 2.3.5.4.9
Объединим и .
Этап 2.3.5.4.10
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.10.1
Применим формулу двойного угла для синуса.
Этап 2.3.5.4.10.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.10.2.1
Перенесем .
Этап 2.3.5.4.10.2.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.10.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.3.5.4.10.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.3.5.4.10.2.3
Добавим и .
Этап 2.3.5.4.11
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.5.4.11.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.11.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.5.4.11.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.5.4.11.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.5.4.12
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.3.5.4.13
Применим правило умножения к .
Этап 2.3.5.4.14
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.4.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.5.4.14.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.5.4.14.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.5.4.15
Единица в любой степени равна единице.
Этап 2.3.5.4.16
Умножим на .
Этап 2.3.5.4.17
Выразим через синусы и косинусы.
Этап 2.3.5.4.18
Объединим и .
Этап 2.3.5.4.19
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.3.6
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.6.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.6.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3.7
Производная по равна .
Этап 2.3.8
Умножим на .
Этап 2.4
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.4.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.4.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 3.2
Упростим выражение под знаком предела.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 3.2.2
Объединим множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 3.2.2.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.2.2.4
Добавим и .
Этап 3.2.2.5
Умножим на .
Этап 3.2.2.6
Возведем в степень .
Этап 3.2.2.7
Возведем в степень .
Этап 3.2.2.8
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.2.2.9
Добавим и .
Этап 4
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 4.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 4.1.2.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 4.1.2.3
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 4.1.2.4
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 4.1.2.5
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 4.1.2.6
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 4.1.2.7
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 4.1.2.8
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 4.1.2.9
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.9.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 4.1.2.9.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 4.1.2.9.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 4.1.2.10
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.10.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.10.1.1
Точное значение : .
Этап 4.1.2.10.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 4.1.2.10.1.3
Умножим на .
Этап 4.1.2.10.1.4
Точное значение : .
Этап 4.1.2.10.1.5
Умножим на .
Этап 4.1.2.10.1.6
Точное значение : .
Этап 4.1.2.10.1.7
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 4.1.2.10.2
Вычтем из .
Этап 4.1.2.10.3
Добавим и .
Этап 4.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.1
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 4.1.3.2
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 4.1.3.3
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 4.1.3.4
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 4.1.3.5
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.5.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 4.1.3.5.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 4.1.3.6
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.6.1
Точное значение : .
Этап 4.1.3.6.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 4.1.3.6.3
Точное значение : .
Этап 4.1.3.6.4
Умножим на .
Этап 4.1.3.6.5
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 4.1.3.7
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 4.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 4.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 4.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 4.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.3.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.3.3.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.3.3.3
Производная по равна .
Этап 4.3.3.4
Умножим на .
Этап 4.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.3.4.2
Производная по равна .
Этап 4.3.5
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.5.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.5.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.3.5.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3.5.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.3.5.2
Производная по равна .
Этап 4.3.5.3
Умножим на .
Этап 4.3.6
Изменим порядок членов.
Этап 4.3.7
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.3.8
Производная по равна .
Этап 4.3.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.9.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.9.1.1
Возведем в степень .
Этап 4.3.9.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.3.9.2
Добавим и .
Этап 4.3.10
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.10.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.3.10.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3.10.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.3.11
Перенесем влево от .
Этап 4.3.12
Производная по равна .
Этап 4.3.13
Умножим на .
Этап 4.3.14
Возведем в степень .
Этап 4.3.15
Возведем в степень .
Этап 4.3.16
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.3.17
Добавим и .
Этап 4.3.18
Изменим порядок членов.
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 синус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.2.6
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.2.7
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 5.1.2.8
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 5.1.2.9
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.2.10
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.2.11
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 5.1.2.12
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.2.13
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.13.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.13.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.13.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.13.4
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.13.5
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.2.14
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.14.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.14.1.1
Точное значение : .
Этап 5.1.2.14.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.1.2.14.1.3
Умножим на .
Этап 5.1.2.14.1.4
Точное значение : .
Этап 5.1.2.14.1.5
Умножим на .
Этап 5.1.2.14.1.6
Точное значение : .
Этап 5.1.2.14.1.7
Умножим на .
Этап 5.1.2.14.1.8
Точное значение : .
Этап 5.1.2.14.1.9
Умножим на .
Этап 5.1.2.14.1.10
Точное значение : .
Этап 5.1.2.14.1.11
Умножим на .
Этап 5.1.2.14.2
Добавим и .
Этап 5.1.2.14.3
Добавим и .
Этап 5.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.3.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 5.1.3.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 5.1.3.3
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 5.1.3.4
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 5.1.3.5
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.3.6
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.3.7
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 5.1.3.8
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 5.1.3.9
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.3.9.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.3.9.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.3.9.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 5.1.3.10
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.3.10.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.3.10.1.1
Точное значение : .
Этап 5.1.3.10.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.1.3.10.1.3
Умножим на .
Этап 5.1.3.10.1.4
Точное значение : .
Этап 5.1.3.10.1.5
Умножим на .
Этап 5.1.3.10.1.6
Точное значение : .
Этап 5.1.3.10.1.7
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 5.1.3.10.2
Добавим и .
Этап 5.1.3.10.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 5.1.3.11
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
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
Перенесем .
Этап 5.3.3.6.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.3.6.3
Добавим и .
Этап 5.3.3.7
Перенесем влево от .
Этап 5.3.3.8
Перепишем в виде .
Этап 5.3.3.9
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.10
Возведем в степень .
Этап 5.3.3.11
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.3.12
Добавим и .
Этап 5.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.3.4.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 5.3.4.3
Производная по равна .
Этап 5.3.4.4
Производная по равна .
Этап 5.3.4.5
Возведем в степень .
Этап 5.3.4.6
Возведем в степень .
Этап 5.3.4.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.4.8
Добавим и .
Этап 5.3.4.9
Возведем в степень .
Этап 5.3.4.10
Возведем в степень .
Этап 5.3.4.11
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.4.12
Добавим и .
Этап 5.3.5
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.5.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.3.5.2
Производная по равна .
Этап 5.3.5.3
Умножим на .
Этап 5.3.6
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.3.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.3.6.3
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.6.3.1
Умножим на .
Этап 5.3.6.3.2
Умножим на .
Этап 5.3.6.3.3
Умножим на .
Этап 5.3.6.4
Изменим порядок членов.
Этап 5.3.7
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.3.8
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.8.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.3.8.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 5.3.8.3
Производная по равна .
Этап 5.3.8.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.8.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 5.3.8.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.3.8.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5.3.8.5
Производная по равна .
Этап 5.3.8.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.8.6.1
Перенесем .
Этап 5.3.8.6.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.8.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 5.3.8.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.8.6.3
Добавим и .
Этап 5.3.8.7
Перенесем влево от .
Этап 5.3.8.8
Перепишем в виде .
Этап 5.3.8.9
Возведем в степень .
Этап 5.3.8.10
Возведем в степень .
Этап 5.3.8.11
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.8.12
Добавим и .
Этап 5.3.9
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.9.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.9.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 5.3.9.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.3.9.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5.3.9.2
Производная по равна .
Этап 5.3.9.3
Умножим на .
Этап 5.3.10
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.10.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.3.10.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.10.2.1
Умножим на .
Этап 5.3.10.2.2
Умножим на .
Этап 5.3.10.2.3
Изменим порядок множителей в .
Этап 5.3.10.2.4
Вычтем из .
Этап 5.3.10.3
Изменим порядок членов.
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
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 6.5
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.6
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 6.7
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 6.8
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
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 синус является непрерывной функцией.
Этап 6.11
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.12
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.13
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 6.14
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.15
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.16
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 6.17
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.18
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 6.19
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 6.20
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.21
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 6.22
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.23
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.
Этап 6.24
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.
Этап 6.25
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.26
Вынесем степень в выражении из-под знака предела по правилу степени для пределов.
Этап 6.27
Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус 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 7.5
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.6
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.7
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.8
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 7.9
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 8
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
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
Точное значение : .
Этап 8.2.5
Умножим на .
Этап 8.2.6
Точное значение : .
Этап 8.2.7
Единица в любой степени равна единице.
Этап 8.2.8
Умножим на .
Этап 8.2.9
Точное значение : .
Этап 8.2.10
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 8.2.11
Умножим на .
Этап 8.2.12
Точное значение : .
Этап 8.2.13
Единица в любой степени равна единице.
Этап 8.2.14
Умножим на .
Этап 8.2.15
Точное значение : .
Этап 8.2.16
Умножим на .
Этап 8.2.17
Вычтем из .
Этап 8.2.18
Добавим и .
Этап 8.2.19
Добавим и .
Этап 8.2.20
Добавим и .
Этап 8.3
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.1
Точное значение : .
Этап 8.3.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 8.3.3
Умножим на .
Этап 8.3.4
Точное значение : .
Этап 8.3.5
Умножим на .
Этап 8.3.6
Точное значение : .
Этап 8.3.7
Единица в любой степени равна единице.
Этап 8.3.8
Умножим на .
Этап 8.3.9
Добавим и .
Этап 8.4
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 8.4.2.4
Разделим на .
Этап 8.5
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.5.1
Умножим на .
Этап 8.5.2
Умножим на .
Этап 9
Результат можно представить в различном виде.
Точная форма:
Десятичная форма: