Giải tích Ví dụ

$lim_{x \to \infty} {(1 + x)}^{\frac{3}{x}}$

Bước 1

Sử dụng các tính chất của logarit để rút gọn giới hạn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Viết lại ${(1 + x)}^{\frac{3}{x}}$ ở dạng $e^{\ln ({(1 + x)}^{\frac{3}{x}})}$ .

$lim_{x \to \infty} e^{\ln ({(1 + x)}^{\frac{3}{x}})}$

Bước 1.2

Khai triển $\ln ({(1 + x)}^{\frac{3}{x}})$ bằng cách di chuyển $\frac{3}{x}$ ra bên ngoài lôgarit.

$lim_{x \to \infty} e^{\frac{3}{x} \ln (1 + x)}$

Bước 2

Tính giới hạn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Đưa giới hạn vào trong số mũ.

$e^{lim_{x \to \infty} \frac{3}{x} \ln (1 + x)}$

Bước 2.2

Kết hợp $\frac{3}{x}$ và $\ln (1 + x)$ .

$e^{lim_{x \to \infty} \frac{3 \ln (1 + x)}{x}}$

Bước 2.3

Chuyển số hạng $3$ ra bên ngoài giới hạn vì nó là đại lượng không đổi đối với $x$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\ln (1 + x)}{x}}$

Bước 3

Áp dụng quy tắc l'Hôpital

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Tính giới hạn của tử số và giới hạn của mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1.1

Lấy giới hạn của tử số và giới hạn của mẫu số.

$e^{3 \frac{lim_{x \to \infty} \ln (1 + x)}{lim_{x \to \infty} x}}$

Bước 3.1.2

Vì logarit tiến dần đến vô cực, nên giá trị tiến đến $\infty$ .

$e^{3 \frac{\infty}{lim_{x \to \infty} x}}$

Bước 3.1.3

Giới hạn ở vô cực của một đa thức có hệ số của số hạng cao nhất dương là vô cực.

$e^{3 \frac{\infty}{\infty}}$

Bước 3.1.4

Vô cùng chia cho vô cùng là không xác định.

Không xác định

$e^{3 \frac{\infty}{\infty}}$

Bước 3.2

Vì $\frac{\infty}{\infty}$ ở dạng không xác định, nên ta áp dụng quy tắc L'Hôpital. Quy tắc L'Hôpital khẳng định rằng giới hạn của một thương của các hàm số bằng giới hạn của thương của các đạo hàm của chúng.

$lim_{x \to \infty} \frac{\ln (1 + x)}{x} = lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [\ln (1 + x)]}{\frac{d}{d x} [x]}$

Bước 3.3

Tìm đạo hàm của tử số và mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.3.1

Tính đạo hàm tử số và mẫu số.

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [\ln (1 + x)]}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ là $f' (g (x)) g' (x)$ trong đó $f (x) = \ln (x)$ và $g (x) = 1 + x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.3.2.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $1 + x$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [1 + x]}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.2.2

Đạo hàm của $\ln (u)$ đối với $u$ là $\frac{1}{u}$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{u} \frac{d}{d x} [1 + x]}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.2.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $1 + x$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{1 + x} \frac{d}{d x} [1 + x]}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.3

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $1 + x$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [x]$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{1 + x} (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.4

Vì $1$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $1$ đối với $x$ là $0$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{1 + x} (0 + \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.5

Cộng $0$ và $\frac{d}{d x} [x]$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{1 + x} \frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.6

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{1 + x} \cdot 1}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.7

Nhân $\frac{1}{1 + x}$ với $1$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{1 + x}}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.8

Sắp xếp lại các số hạng.

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{x + 1}}{\frac{d}{d x} [x]}}$

Bước 3.3.9

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{1}{x + 1}}{1}}$

Bước 3.4

Nhân tử số với nghịch đảo của mẫu số.

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{1}{x + 1} \cdot 1}$

Bước 3.5

Nhân $\frac{1}{x + 1}$ với $1$ .

$e^{3 lim_{x \to \infty} \frac{1}{x + 1}}$

Bước 4

Vì tử số của nó tiến dần đến một số thực trong khi mẫu số của nó không có biên, nên phân số $\frac{1}{x + 1}$ tiến dần đến $0$ .

$e^{3 \cdot 0}$

Bước 5

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Nhân $3$ với $0$ .

$e^{0}$

Bước 5.2

Bất kỳ đại lượng nào mũ $0$ lên đều là $1$ .

$1$