Cálculo Ejemplos

$lim_{x \to \infty} 8 x^{2} e^{- x}$

Paso 1

Mueve el término $8$ fuera del límite porque es constante con respecto a $x$ .

$8 lim_{x \to \infty} x^{2} e^{- x}$

Paso 2

Reescribe $x^{2} e^{- x}$ como $\frac{x^{2}}{e^{x}}$ .

$8 lim_{x \to \infty} \frac{x^{2}}{e^{x}}$

Paso 3

Aplica la regla de l'Hôpital

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Paso 3.1

Evalúa el límite del numerador y el límite del denominador.

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Paso 3.1.1

Resta el límite del numerador y el límite del denominador.

$8 \frac{lim_{x \to \infty} x^{2}}{lim_{x \to \infty} e^{x}}$

Paso 3.1.2

El límite al infinito de un polinomio con coeficiente principal positivo es infinito.

$8 \frac{\infty}{lim_{x \to \infty} e^{x}}$

Paso 3.1.3

Como el exponente $x$ se acerca a $\infty$ , la cantidad $e^{x}$ se acerca a $\infty$ .

$8 \frac{\infty}{\infty}$

Paso 3.1.4

Infinito dividido por infinito es indefinido.

Indefinida

$8 \frac{\infty}{\infty}$

Paso 3.2

Como $\frac{\infty}{\infty}$ es de forma indeterminada, aplica la regla de l'Hôpital. La regla de l'Hôpital establece que el límite de un cociente de funciones es igual al límite del cociente de sus derivadas.

$lim_{x \to \infty} \frac{x^{2}}{e^{x}} = lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}]}{\frac{d}{d x} [e^{x}]}$

Paso 3.3

Obtén la derivada del numerador y el denominador.

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Paso 3.3.1

Diferencia el numerador y el denominador.

$8 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}]}{\frac{d}{d x} [e^{x}]}$

Paso 3.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 2$ .

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{\frac{d}{d x} [e^{x}]}$

Paso 3.3.3

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ es $a^{x} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{e^{x}}$

Paso 4

Mueve el término $2$ fuera del límite porque es constante con respecto a $x$ .

$8 \cdot 2 lim_{x \to \infty} \frac{x}{e^{x}}$

Paso 5

Aplica la regla de l'Hôpital

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Paso 5.1

Evalúa el límite del numerador y el límite del denominador.

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Paso 5.1.1

Resta el límite del numerador y el límite del denominador.

$8 \cdot 2 \frac{lim_{x \to \infty} x}{lim_{x \to \infty} e^{x}}$

Paso 5.1.2

El límite al infinito de un polinomio con coeficiente principal positivo es infinito.

$8 \cdot 2 \frac{\infty}{lim_{x \to \infty} e^{x}}$

Paso 5.1.3

Como el exponente $x$ se acerca a $\infty$ , la cantidad $e^{x}$ se acerca a $\infty$ .

$8 (2 \frac{\infty}{\infty})$

Paso 5.1.4

Infinito dividido por infinito es indefinido.

Indefinida

$8 (2 \frac{\infty}{\infty})$

Paso 5.2

$lim_{x \to \infty} \frac{x}{e^{x}} = lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [e^{x}]}$

Paso 5.3

Obtén la derivada del numerador y el denominador.

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Paso 5.3.1

Diferencia el numerador y el denominador.

$8 \cdot 2 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [e^{x}]}$

Paso 5.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$8 \cdot 2 lim_{x \to \infty} \frac{1}{\frac{d}{d x} [e^{x}]}$

Paso 5.3.3

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ es $a^{x} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$8 \cdot 2 lim_{x \to \infty} \frac{1}{e^{x}}$

Paso 6

Como su numerador se acerca a un número real mientras que su denominador no está acotado, la fracción $\frac{1}{e^{x}}$ se acerca a $0$ .

$8 \cdot 2 \cdot 0$

Paso 7

Multiplica por cero.

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Paso 7.1

Multiplica $2$ por $0$ .

$8 \cdot 0$

Paso 7.2

Multiplica $8$ por $0$ .

$0$