Основы мат. анализа Примеры

$lim_{x \to 0} \frac{x^{2} - 2 x}{x^{4}}$

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.

$\frac{lim_{x \to 0} x^{2} - 2 x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

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 $x$ к $0$ .

$\frac{lim_{x \to 0} x^{2} - lim_{x \to 0} 2 x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.2.2

Вынесем степень $2$ в выражении $x^{2}$ из-под знака предела по правилу степени для пределов.

$\frac{{(lim_{x \to 0} x)}^{2} - lim_{x \to 0} 2 x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.2.3

Вынесем член $2$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{{(lim_{x \to 0} x)}^{2} - 2 lim_{x \to 0} x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.2.4

Найдем значения пределов, подставив значение $0$ для всех вхождений $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.4.1

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{0^{2} - 2 lim_{x \to 0} x}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.2.4.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{0^{2} - 2 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

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

Возведение $0$ в любую положительную степень дает $0$ .

$\frac{0 - 2 \cdot 0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.2.5.1.2

Умножим $- 2$ на $0$ .

$\frac{0 + 0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.2.5.2

Добавим $0$ и $0$ .

$\frac{0}{lim_{x \to 0} x^{4}}$

Этап 1.1.3

Найдем предел знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1

Вынесем степень $4$ в выражении $x^{4}$ из-под знака предела по правилу степени для пределов.

$\frac{0}{{(lim_{x \to 0} x)}^{4}}$

Этап 1.1.3.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{0}{0^{4}}$

Этап 1.1.3.3

Возведение $0$ в любую положительную степень дает $0$ .

$\frac{0}{0}$

Этап 1.1.3.4

Выражение содержит деление на $0$ . Выражение не определено.

Неопределенные

$\frac{0}{0}$

Этап 1.1.4

Выражение содержит деление на $0$ . Выражение не определено.

Неопределенные

$\frac{0}{0}$

Этап 1.2

Поскольку $\frac{0}{0}$ является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.

$lim_{x \to 0} \frac{x^{2} - 2 x}{x^{4}} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2} - 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3

Найдем производную числителя и знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Продифференцируем числитель и знаменатель.

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2} - 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3.2

По правилу суммы производная $x^{2} - 2 x$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x + \frac{d}{d x} [- 2 x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3.4

Найдем значение $\frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.4.1

Поскольку $- 2$ является константой относительно $x$ , производная $- 2 x$ по $x$ равна $- 2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2 \frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3.4.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2 \cdot 1}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3.4.3

Умножим $- 2$ на $1$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2}{\frac{d}{d x} [x^{4}]}$

Этап 1.3.5

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 4$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 x - 2}{4 x^{3}}$

Этап 1.4

Сократим общий множитель $2 x - 2$ и $4$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1

Вынесем множитель $2$ из $2 x$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x) - 2}{4 x^{3}}$

Этап 1.4.2

Вынесем множитель $2$ из $- 2$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x) + 2 (- 1)}{4 x^{3}}$

Этап 1.4.3

Вынесем множитель $2$ из $2 (x) + 2 (- 1)$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x - 1)}{4 x^{3}}$

Этап 1.4.4

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.4.1

Вынесем множитель $2$ из $4 x^{3}$ .

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x - 1)}{2 (2 x^{3})}$

Этап 1.4.4.2

Сократим общий множитель.

$lim_{x \to 0} \frac{2 (x - 1)}{2 (2 x^{3})}$

Этап 1.4.4.3

Перепишем это выражение.

$lim_{x \to 0} \frac{x - 1}{2 x^{3}}$

Этап 2

Поскольку эта функция стремится к $\infty$ слева, а к $- \infty$ справа, предел не существует.

$Не существует$