حساب التفاضل والتكامل الأمثلة

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} - 1}{\sin (π x)}$

خطوة 1

احسِب قيمة حد بسط الكسر وحد القاسم.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1

خُذ نهاية بسط الكسر ونهاية القاسم.

$\frac{lim_{x \to - 1} 2^{x + 1} - 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2

احسِب قيمة حد بسط الكسر.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.1

احسِب قيمة النهاية.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.1.1

قسّم النهاية بتطبيق قاعدة مجموع النهايات على النهاية بينما يقترب $x$ من $- 1$ .

$\frac{lim_{x \to - 1} 2^{x + 1} - lim_{x \to - 1} 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.1.2

انقُل النهاية إلى الأُس.

$\frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1} - lim_{x \to - 1} 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.1.3

قسّم النهاية بتطبيق قاعدة مجموع النهايات على النهاية بينما يقترب $x$ من $- 1$ .

$\frac{2^{lim_{x \to - 1} x + lim_{x \to - 1} 1} - lim_{x \to - 1} 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.1.4

احسِب قيمة حد $1$ الذي يظل ثابتًا مع اقتراب $x$ من $- 1$ .

$\frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1} - lim_{x \to - 1} 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.1.5

احسِب قيمة حد $1$ الذي يظل ثابتًا مع اقتراب $x$ من $- 1$ .

$\frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1} - 1 \cdot 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.2

احسِب قيمة حد $x$ بالتعويض عن $x$ بـ $- 1$ .

$\frac{2^{- 1 + 1} - 1 \cdot 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.3

بسّط الإجابة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.1

بسّط كل حد.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.1.1

أضف $- 1$ و $1$ .

$\frac{2^{0} - 1 \cdot 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.3.1.2

أي شيء مرفوع إلى $0$ هو $1$ .

$\frac{1 - 1 \cdot 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.3.1.3

اضرب $- 1$ في $1$ .

$\frac{1 - 1}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.2.3.2

اطرح $1$ من $1$ .

$\frac{0}{lim_{x \to - 1} \sin (π x)}$

خطوة 1.3

احسِب قيمة حد القاسم.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.3.1

احسِب قيمة النهاية.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.3.1.1

انقُل النهاية داخل الدالة المثلثية نظرًا إلى أن دالة الجيب متصلة.

$\frac{0}{\sin (lim_{x \to - 1} π x)}$

خطوة 1.3.1.2

انقُل الحد $π$ خارج النهاية لأنه ثابت بالنسبة إلى $x$ .

$\frac{0}{\sin (π lim_{x \to - 1} x)}$

خطوة 1.3.2

احسِب قيمة حد $x$ بالتعويض عن $x$ بـ $- 1$ .

$\frac{0}{\sin (π \cdot - 1)}$

خطوة 1.3.3

بسّط الإجابة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.3.3.1

انقُل $- 1$ إلى يسار $π$ .

$\frac{0}{\sin (- 1 \cdot π)}$

خطوة 1.3.3.2

أعِد كتابة $- 1 π$ بالصيغة $- π$ .

$\frac{0}{\sin (- π)}$

خطوة 1.3.3.3

طبّق زاوية المرجع بإيجاد الزاوية ذات القيم المثلثية المكافئة في الربع الأول.

$\frac{0}{\sin (0)}$

خطوة 1.3.3.4

القيمة الدقيقة لـ $\sin (0)$ هي $0$ .

$\frac{0}{0}$

خطوة 1.3.3.5

تتضمن العبارة قسمة على $0$ . العبارة غير معرّفة.

غير معرّف

$\frac{0}{0}$

خطوة 1.3.4

تتضمن العبارة قسمة على $0$ . العبارة غير معرّفة.

غير معرّف

$\frac{0}{0}$

خطوة 1.4

تتضمن العبارة قسمة على $0$ . العبارة غير معرّفة.

غير معرّف

$\frac{0}{0}$

خطوة 2

بما أن $\frac{0}{0}$ مكتوبة بصيغة غير معيّنة، طبّق قاعدة لوبيتال. تنص قاعدة لوبيتال على أن نهاية ناتج قسمة الدوال يساوي نهاية ناتج قسمة مشتقاتها.

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} - 1}{\sin (π x)} = lim_{x \to - 1} \frac{\frac{d}{d x} [2^{x + 1} - 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3

أوجِد مشتق بسط الكسر والقاسم.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 3.1

أوجِد مشتقة البسط والقاسم.

$lim_{x \to - 1} \frac{\frac{d}{d x} [2^{x + 1} - 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.2

وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق $2^{x + 1} - 1$ بالنسبة إلى $x$ هو $\frac{d}{d x} [2^{x + 1}] + \frac{d}{d x} [- 1]$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{\frac{d}{d x} [2^{x + 1}] + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3

احسِب قيمة $\frac{d}{d x} [2^{x + 1}]$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 3.3.1

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة السلسلة، والتي تنص على أن $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ هو $f' (g (x)) g' (x)$ حيث $f (x) = 2^{x}$ و $g (x) = x + 1$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 3.3.1.1

لتطبيق قاعدة السلسلة، عيّن قيمة $u$ لتصبح $x + 1$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{\frac{d}{d u} [2^{u}] \frac{d}{d x} [x + 1] + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.1.2

أوجِد المشتقة باستخدام القاعدة الأسية التي تنص على أن $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ هو $a^{u} \ln (a)$ حيث $a$ = $2$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{u} \ln (2) \frac{d}{d x} [x + 1] + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.1.3

استبدِل كافة حالات حدوث $u$ بـ $x + 1$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) \frac{d}{d x} [x + 1] + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.2

وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق $x + 1$ بالنسبة إلى $x$ هو $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]) + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.3

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ هو $n x^{n - 1}$ حيث $n = 1$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) (1 + \frac{d}{d x} [1]) + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.4

بما أن $1$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، فإن مشتق $1$ بالنسبة إلى $x$ هو $0$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.5

أضف $1$ و $0$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.3.6

اضرب $2^{x + 1}$ في $1$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) + \frac{d}{d x} [- 1]}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.4

بما أن $- 1$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، فإن مشتق $- 1$ بالنسبة إلى $x$ هو $0$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2) + 0}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.5

أضف $2^{x + 1} \ln (2)$ و $0$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\frac{d}{d x} [\sin (π x)]}$

خطوة 3.6

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة السلسلة، والتي تنص على أن $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ هو $f' (g (x)) g' (x)$ حيث $f (x) = \sin (x)$ و $g (x) = π x$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 3.6.1

لتطبيق قاعدة السلسلة، عيّن قيمة $u$ لتصبح $π x$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\frac{d}{d u} [\sin (u)] \frac{d}{d x} [π x]}$

خطوة 3.6.2

مشتق $\sin (u)$ بالنسبة إلى $u$ يساوي $\cos (u)$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\cos (u) \frac{d}{d x} [π x]}$

خطوة 3.6.3

استبدِل كافة حالات حدوث $u$ بـ $π x$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\cos (π x) \frac{d}{d x} [π x]}$

خطوة 3.7

بما أن $π$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، إذن مشتق $π x$ بالنسبة إلى $x$ يساوي $π \frac{d}{d x} [x]$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\cos (π x) (π \frac{d}{d x} [x])}$

خطوة 3.8

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ هو $n x^{n - 1}$ حيث $n = 1$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\cos (π x) (π \cdot 1)}$

خطوة 3.9

اضرب $π$ في $1$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{\cos (π x) π}$

خطوة 3.10

أعِد ترتيب عوامل $\cos (π x) π$ .

$lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1} \ln (2)}{π \cos (π x)}$

خطوة 4

انقُل الحد $\frac{\ln (2)}{π}$ خارج النهاية لأنه ثابت بالنسبة إلى $x$ .

$\frac{\ln (2)}{π} lim_{x \to - 1} \frac{2^{x + 1}}{\cos (π x)}$

خطوة 5

قسّم النهاية بتطبيق قاعدة قسمة النهايات على النهاية بينما يقترب $x$ من $- 1$ .

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{lim_{x \to - 1} 2^{x + 1}}{lim_{x \to - 1} \cos (π x)}$

خطوة 6

انقُل النهاية إلى الأُس.

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1}}{lim_{x \to - 1} \cos (π x)}$

خطوة 7

قسّم النهاية بتطبيق قاعدة مجموع النهايات على النهاية بينما يقترب $x$ من $- 1$ .

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{lim_{x \to - 1} x + lim_{x \to - 1} 1}}{lim_{x \to - 1} \cos (π x)}$

خطوة 8

احسِب قيمة حد $1$ الذي يظل ثابتًا مع اقتراب $x$ من $- 1$ .

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1}}{lim_{x \to - 1} \cos (π x)}$

خطوة 9

انقُل النهاية داخل الدالة المثلثية نظرًا إلى أن دالة جيب التمام متصلة.

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1}}{\cos (lim_{x \to - 1} π x)}$

خطوة 10

انقُل الحد $π$ خارج النهاية لأنه ثابت بالنسبة إلى $x$ .

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{lim_{x \to - 1} x + 1}}{\cos (π lim_{x \to - 1} x)}$

خطوة 11

احسِب قيم الحدود بالتعويض عن جميع حالات حدوث $x$ بـ $- 1$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 11.1

احسِب قيمة حد $x$ بالتعويض عن $x$ بـ $- 1$ .

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{- 1 + 1}}{\cos (π lim_{x \to - 1} x)}$

خطوة 11.2

احسِب قيمة حد $x$ بالتعويض عن $x$ بـ $- 1$ .

$\frac{\ln (2)}{π} \cdot \frac{2^{- 1 + 1}}{\cos (π \cdot - 1)}$

خطوة 12

بسّط الإجابة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 12.1

اجمع.

$\frac{\ln (2) \cdot 2^{- 1 + 1}}{π \cos (π \cdot - 1)}$

خطوة 12.2

بسّط بَسْط الكسر.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 12.2.1

أضف $- 1$ و $1$ .

$\frac{\ln (2) \cdot 2^{0}}{π \cos (π \cdot - 1)}$

خطوة 12.2.2

أي شيء مرفوع إلى $0$ هو $1$ .

$\frac{\ln (2) \cdot 1}{π \cos (π \cdot - 1)}$

خطوة 12.3

بسّط القاسم.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 12.3.1

انقُل $- 1$ إلى يسار $π$ .

$\frac{\ln (2) \cdot 1}{π \cos (- 1 \cdot π)}$

خطوة 12.3.2

أعِد كتابة $- 1 π$ بالصيغة $- π$ .

$\frac{\ln (2) \cdot 1}{π \cos (- π)}$

خطوة 12.3.3

طبّق زاوية المرجع بإيجاد الزاوية ذات القيم المثلثية المكافئة في الربع الأول. اجعل العبارة سالبة لأن جيب التمام سالب في الربع الثاني.

$\frac{\ln (2) \cdot 1}{π (- \cos (0))}$

خطوة 12.3.4

القيمة الدقيقة لـ $\cos (0)$ هي $1$ .

$\frac{\ln (2) \cdot 1}{π (- 1 \cdot 1)}$

خطوة 12.3.5

اضرب $- 1$ في $1$ .

$\frac{\ln (2) \cdot 1}{π \cdot - 1}$

خطوة 12.4

اضرب $\ln (2)$ في $1$ .

$\frac{\ln (2)}{π \cdot - 1}$

خطوة 12.5

انقُل $- 1$ إلى يسار $π$ .

$\frac{\ln (2)}{- 1 \cdot π}$

خطوة 12.6

انقُل السالب أمام الكسر.

$- \frac{\ln (2)}{π}$