Вычислить предел lim x стремиться к 0 (sinx/x)^(1/x^2)

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для вычисления предела L=limx0(sinxx)1x2cap L equals limit over x right arrow 0 of open paren sine x over x end-fraction close paren raised to the the fraction with numerator 1 and denominator x squared end-fraction power воспользуемся основным логарифмическим тождеством: ab=eblnaa to the b-th power equals e raised to the b l n a power. 1. Преобразование выражения Перейдем к экспоненте: L=exp(limx0ln(sinxx)x2)cap L equals exp open paren limit over x right arrow 0 of the fraction with numerator l n open paren sine x over x end-fraction close paren and denominator x squared end-fraction close paren Теперь необходимо вычислить предел в показателе степени: A=limx0ln(sinxx)x2cap A equals limit over x right arrow 0 of the fraction with numerator l n open paren sine x over x end-fraction close paren and denominator x squared end-fraction 2. Использование разложения в ряд Тейлора Для функции sinxsine x в окрестности нуля справедливо разложение: sinx=xx36+o(x4)sine x equals x minus the fraction with numerator x cubed and denominator 6 end-fraction plus o open paren x to the fourth power close paren Подставим это в дробь sinxxsine x over x end-fraction : sinxx=xx36+o(x4)x=1x26+o(x3)sine x over x end-fraction equals the fraction with numerator x minus the fraction with numerator x cubed and denominator 6 end-fraction plus o open paren x to the fourth power close paren and denominator x end-fraction equals 1 minus the fraction with numerator x squared and denominator 6 end-fraction plus o open paren x cubed close paren 3. Вычисление предела логарифма Используем разложение для натурального логарифма ln(1+u)ul n open paren 1 plus u close paren is approximately equal to u при u0u right arrow 0. В нашем случае u=x26+o(x3)u equals negative the fraction with numerator x squared and denominator 6 end-fraction plus o open paren x cubed close paren : ln(1x26+o(x3))=x26+o(x2)l n open paren 1 minus the fraction with numerator x squared and denominator 6 end-fraction plus o open paren x cubed close paren close paren equals negative the fraction with numerator x squared and denominator 6 end-fraction plus o open paren x squared close paren Теперь подставим полученный результат в выражение для Acap A: A=limx0x26+o(x2)x2cap A equals limit over x right arrow 0 of the fraction with numerator negative the fraction with numerator x squared and denominator 6 end-fraction plus o open paren x squared close paren and denominator x squared end-fraction Сокращая на x2x squared, получаем: A=16cap A equals negative one-sixth 4. Окончательный результат Возвращаемся к исходному пределу L=eAcap L equals e to the cap A-th power: L=e16cap L equals e raised to the negative one-sixth power Или в виде корня: L=1e6cap L equals the fraction with numerator 1 and denominator the sixth root of e end-root end-fraction Ответ: e-1/6e raised to the negative 1 / 6 power Хотите, чтобы я разобрал решение аналогичного предела с использованием правила Лопиталя?

Форма ответа

Ваш аватар