Giải tích Ví dụ

$lim_{x \to 1} \frac{x^{a} - 1}{x^{b} - 1}$

Bước 1

Áp dụng quy tắc l'Hôpital

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

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

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1

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

$\frac{lim_{x \to 1} x^{a} - 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2

Tính giới hạn của tử số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.1

Tính giới hạn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.1.1

Tách giới hạn bằng quy tắc tổng của giới hạn trên giới hạn khi $x$ tiến dần đến $1$ .

$\frac{lim_{x \to 1} x^{a} - lim_{x \to 1} 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2.1.2

Đưa số mũ $a$ từ $x^{a}$ ra ngoài giới hạn bằng quy tắc lũy thừa của giới hạn.

$\frac{{(lim_{x \to 1} x)}^{a} - lim_{x \to 1} 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2.1.3

Tính giới hạn của $1$ mà không đổi khi $x$ tiến dần đến $1$ .

$\frac{{(lim_{x \to 1} x)}^{a} - 1 \cdot 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2.2

Tính giới hạn của $x$ bằng cách điền vào $1$ cho $x$ .

$\frac{1^{a} - 1 \cdot 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2.3

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.3.1.1

Một mũ bất kỳ số nào là một.

$\frac{1 - 1 \cdot 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2.3.1.2

Nhân $- 1$ với $1$ .

$\frac{1 - 1}{lim_{x \to 1} x^{b} - 1}$

Bước 1.1.2.3.2

Trừ $1$ khỏi $1$ .

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

Bước 1.1.3

Tính giới hạn của mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.1

Tính giới hạn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.1.1

Tách giới hạn bằng quy tắc tổng của giới hạn trên giới hạn khi $x$ tiến dần đến $1$ .

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

Bước 1.1.3.1.2

Đưa số mũ $b$ từ $x^{b}$ ra ngoài giới hạn bằng quy tắc lũy thừa của giới hạn.

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

Bước 1.1.3.1.3

Tính giới hạn của $1$ mà không đổi khi $x$ tiến dần đến $1$ .

$\frac{0}{{(lim_{x \to 1} x)}^{b} - 1 \cdot 1}$

Bước 1.1.3.2

Tính giới hạn của $x$ bằng cách điền vào $1$ cho $x$ .

$\frac{0}{1^{b} - 1 \cdot 1}$

Bước 1.1.3.3

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.3.1.1

Một mũ bất kỳ số nào là một.

$\frac{0}{1 - 1 \cdot 1}$

Bước 1.1.3.3.1.2

Nhân $- 1$ với $1$ .

$\frac{0}{1 - 1}$

Bước 1.1.3.3.2

Trừ $1$ khỏi $1$ .

$\frac{0}{0}$

Bước 1.1.3.3.3

Biểu thức chứa một phép chia cho $0$ . Biểu thức không xác định.

Không xác định

$\frac{0}{0}$

Bước 1.1.3.4

Biểu thức chứa một phép chia cho $0$ . Biểu thức không xác định.

Không xác định

$\frac{0}{0}$

Bước 1.1.4

Biểu thức chứa một phép chia cho $0$ . Biểu thức không xác định.

Không xác định

$\frac{0}{0}$

Bước 1.2

Vì $\frac{0}{0}$ 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.

$lim_{x \to 1} \frac{x^{a} - 1}{x^{b} - 1} = lim_{x \to 1} \frac{\frac{d}{d x} [x^{a} - 1]}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3

Tìm đạo hàm của tử số và mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.1

Tính đạo hàm tử số và mẫu số.

$lim_{x \to 1} \frac{\frac{d}{d x} [x^{a} - 1]}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.2

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

$lim_{x \to 1} \frac{\frac{d}{d x} [x^{a}] + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.3

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 $n = a$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1} + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.4

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

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1} + 0}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.5

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.5.1

Cộng $a x^{a - 1}$ và $0$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.5.2

Sắp xếp lại các thừa số của $a x^{a - 1}$ .

$lim_{x \to 1} \frac{x^{a - 1} a}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.5.3

Sắp xếp lại các thừa số trong $x^{a - 1} a$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{\frac{d}{d x} [x^{b} - 1]}$

Bước 1.3.6

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

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{\frac{d}{d x} [x^{b}] + \frac{d}{d x} [- 1]}$

Bước 1.3.7

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 $n = b$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{b x^{b - 1} + \frac{d}{d x} [- 1]}$

Bước 1.3.8

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

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{b x^{b - 1} + 0}$

Bước 1.3.9

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.9.1

Cộng $b x^{b - 1}$ và $0$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{b x^{b - 1}}$

Bước 1.3.9.2

Sắp xếp lại các thừa số của $b x^{b - 1}$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{x^{b - 1} b}$

Bước 1.3.9.3

Sắp xếp lại các thừa số trong $x^{b - 1} b$ .

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1}}{b x^{b - 1}}$

Bước 1.4

Triệt tiêu thừa số chung của $x^{a - 1}$ và $x^{b - 1}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.4.1

Đưa $x^{b - 1}$ ra ngoài $a x^{a - 1}$ .

$lim_{x \to 1} \frac{x^{b - 1} (a x^{a - 1 - (b - 1)})}{b x^{b - 1}}$

Bước 1.4.2

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.4.2.1

Đưa $x^{b - 1}$ ra ngoài $b x^{b - 1}$ .

$lim_{x \to 1} \frac{x^{b - 1} (a x^{a - 1 - (b - 1)})}{x^{b - 1} b}$

Bước 1.4.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$lim_{x \to 1} \frac{x^{b - 1} (a x^{a - 1 - (b - 1)})}{x^{b - 1} b}$

Bước 1.4.2.3

Viết lại biểu thức.

$lim_{x \to 1} \frac{a x^{a - 1 - (b - 1)}}{b}$

Bước 2

Tính giới hạn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Chuyển số hạng $\frac{a}{b}$ ra bên ngoài giới hạn vì nó là đại lượng không đổi đối với $x$ .

$\frac{a}{b} lim_{x \to 1} x^{a - 1 - (b - 1)}$

Bước 2.2

Đưa số mũ $a - 1 - (b - 1)$ từ $x^{a - 1 - (b - 1)}$ ra ngoài giới hạn bằng quy tắc lũy thừa của giới hạn.

$\frac{a}{b} {(lim_{x \to 1} x)}^{a - 1 - (b - 1)}$

Bước 3

Tính giới hạn của $x$ bằng cách điền vào $1$ cho $x$ .

$\frac{a}{b} \cdot 1^{a - 1 - (b - 1)}$

Bước 4

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$\frac{a}{b} \cdot 1^{a - 1 - b - - 1}$

Bước 4.1.2

Nhân $- 1$ với $- 1$ .

$\frac{a}{b} \cdot 1^{a - 1 - b + 1}$

Bước 4.2

Kết hợp các số hạng đối nhau trong $a - 1 - b + 1$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.2.1

Cộng $- 1$ và $1$ .

$\frac{a}{b} \cdot 1^{a - b + 0}$

Bước 4.2.2

Cộng $a - b$ và $0$ .

$\frac{a}{b} \cdot 1^{a - b}$

Bước 4.3

Một mũ bất kỳ số nào là một.

$\frac{a}{b} \cdot 1$

Bước 4.4

Nhân $\frac{a}{b}$ với $1$ .

$\frac{a}{b}$