Cálculo Ejemplos

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

Paso 1

Aplica la regla de l'Hôpital

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Paso 1.1

Evalúa el límite del numerador y el límite del denominador.

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Paso 1.1.1

Resta el límite del numerador y el límite del denominador.

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

Paso 1.1.2

Evalúa el límite del numerador.

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Paso 1.1.2.1

Evalúa el límite.

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Paso 1.1.2.1.1

Mueve el exponente $2$ de $\sin^{2} (2 θ)$ fuera del límite mediante la regla de la potencia de límites.

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

Paso 1.1.2.1.2

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el seno es continuo.

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

Paso 1.1.2.1.3

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

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

Paso 1.1.2.2

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

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

Paso 1.1.2.3

Simplifica la respuesta.

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Paso 1.1.2.3.1

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 1.1.2.3.1.1

Cancela el factor común.

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

Paso 1.1.2.3.1.2

Reescribe la expresión.

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

Paso 1.1.2.3.2

Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.

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

Paso 1.1.2.3.3

El valor exacto de $\sin (0)$ es $0$ .

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

Paso 1.1.2.3.4

Elevar $0$ a cualquier potencia positiva da como resultado $0$ .

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

Paso 1.1.3

Evalúa el límite del denominador.

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Paso 1.1.3.1

Evalúa el límite.

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Paso 1.1.3.1.1

Divide el límite mediante la regla de la suma de límites en el límite en que $θ$ se aproxima a $\frac{π}{2}$ .

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

Paso 1.1.3.1.2

Evalúa el límite de $1$ que es constante cuando $θ$ se acerca a $\frac{π}{2}$ .

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

Paso 1.1.3.1.3

Mueve el exponente $2$ de $\sin^{2} (θ)$ fuera del límite mediante la regla de la potencia de límites.

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

Paso 1.1.3.1.4

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el seno es continuo.

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

Paso 1.1.3.2

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$\frac{0}{1 - \sin^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 1.1.3.3

Simplifica la respuesta.

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Paso 1.1.3.3.1

Aplica la identidad pitagórica.

$\frac{0}{\cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 1.1.3.3.2

El valor exacto de $\cos (\frac{π}{2})$ es $0$ .

$\frac{0}{0^{2}}$

Paso 1.1.3.3.3

Elevar $0$ a cualquier potencia positiva da como resultado $0$ .

$\frac{0}{0}$

Paso 1.1.3.3.4

La expresión contiene una división por $0$ . La expresión es indefinida.

Indefinida

$\frac{0}{0}$

Paso 1.1.3.4

La expresión contiene una división por $0$ . La expresión es indefinida.

Indefinida

$\frac{0}{0}$

Paso 1.1.4

La expresión contiene una división por $0$ . La expresión es indefinida.

Indefinida

$\frac{0}{0}$

Paso 1.2

Como $\frac{0}{0}$ 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.

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

Paso 1.3

Obtén la derivada del numerador y el denominador.

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Paso 1.3.1

Diferencia el numerador y el denominador.

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

Paso 1.3.2

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (g (θ))]$ es $f' (g (θ)) g' (θ)$ donde $f (θ) = θ^{2}$ y $g (θ) = \sin (2 θ)$ .

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Paso 1.3.2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $\sin (2 θ)$ .

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

Paso 1.3.2.2

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

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

Paso 1.3.2.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $\sin (2 θ)$ .

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

Paso 1.3.3

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (g (θ))]$ es $f' (g (θ)) g' (θ)$ donde $f (θ) = \sin (θ)$ y $g (θ) = 2 θ$ .

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Paso 1.3.3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $2 θ$ .

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

Paso 1.3.3.2

La derivada de $\sin (u_{2})$ con respecto a $u_{2}$ es $\cos (u_{2})$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \sin (2 θ) (\cos (u_{2}) \frac{d}{d θ} [2 θ])}{\frac{d}{d θ} [1 - \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.3.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $2 θ$ .

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

Paso 1.3.4

Como $2$ es constante con respecto a $θ$ , la derivada de $2 θ$ con respecto a $θ$ es $2 \frac{d}{d θ} [θ]$ .

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

Paso 1.3.5

Multiplica $2$ por $2$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \sin (2 θ) \cos (2 θ) \frac{d}{d θ} [θ]}{\frac{d}{d θ} [1 - \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.6

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

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \sin (2 θ) \cos (2 θ) \cdot 1}{\frac{d}{d θ} [1 - \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.7

Multiplica $4$ por $1$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \sin (2 θ) \cos (2 θ)}{\frac{d}{d θ} [1 - \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.8

Reordena los factores de $4 \sin (2 θ) \cos (2 θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{\frac{d}{d θ} [1 - \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.9

Según la regla de la suma, la derivada de $1 - \sin^{2} (θ)$ con respecto a $θ$ es $\frac{d}{d θ} [1] + \frac{d}{d θ} [- \sin^{2} (θ)]$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{\frac{d}{d θ} [1] + \frac{d}{d θ} [- \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.10

Como $1$ es constante con respecto a $θ$ , la derivada de $1$ con respecto a $θ$ es $0$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 + \frac{d}{d θ} [- \sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.11

Evalúa $\frac{d}{d θ} [- \sin^{2} (θ)]$ .

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Paso 1.3.11.1

Como $- 1$ es constante con respecto a $θ$ , la derivada de $- \sin^{2} (θ)$ con respecto a $θ$ es $- \frac{d}{d θ} [\sin^{2} (θ)]$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 - \frac{d}{d θ} [\sin^{2} (θ)]}$

Paso 1.3.11.2

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (g (θ))]$ es $f' (g (θ)) g' (θ)$ donde $f (θ) = θ^{2}$ y $g (θ) = \sin (θ)$ .

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Paso 1.3.11.2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $\sin (θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 - (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d θ} [\sin (θ)])}$

Paso 1.3.11.2.2

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

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 - (2 u \frac{d}{d θ} [\sin (θ)])}$

Paso 1.3.11.2.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $\sin (θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 - (2 \sin (θ) \frac{d}{d θ} [\sin (θ)])}$

Paso 1.3.11.3

La derivada de $\sin (θ)$ con respecto a $θ$ es $\cos (θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 - (2 \sin (θ) \cos (θ))}$

Paso 1.3.11.4

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{0 - 2 \sin (θ) \cos (θ)}$

Paso 1.3.12

Simplifica.

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Paso 1.3.12.1

Resta $2 \sin (θ) \cos (θ)$ de $0$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{- 2 \sin (θ) \cos (θ)}$

Paso 1.3.12.2

Reordena los factores de $- 2 \sin (θ) \cos (θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{- 2 \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 1.4

Cancela el factor común de $4$ y $- 2$ .

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Paso 1.4.1

Factoriza $2$ de $4 \cos (2 θ) \sin (2 θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 (2 \cos (2 θ) \sin (2 θ))}{- 2 \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 1.4.2

Cancela los factores comunes.

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Paso 1.4.2.1

Factoriza $2$ de $- 2 \cos (θ) \sin (θ)$ .

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 (2 \cos (2 θ) \sin (2 θ))}{2 (- \cos (θ) \sin (θ))}$

Paso 1.4.2.2

Cancela el factor común.

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 (2 \cos (2 θ) \sin (2 θ))}{2 (- \cos (θ) \sin (θ))}$

Paso 1.4.2.3

Reescribe la expresión.

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{- \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 2

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

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos (2 θ) \sin (2 θ)}{- \cos (θ) \sin (θ)}$

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.

$2 \frac{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos (2 θ) \sin (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2

Evalúa el límite del numerador.

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Paso 3.1.2.1

Divide el límite mediante la regla del producto de límites en el límite en que $θ$ se aproxima a $\frac{π}{2}$ .

$2 \frac{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos (2 θ) \cdot lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.2

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el coseno es continuo.

$2 \frac{\cos (lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 θ) \cdot lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.3

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

$2 \frac{\cos (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) \cdot lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.4

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el seno es continuo.

$2 \frac{\cos (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) \cdot \sin (lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.5

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

$2 \frac{\cos (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) \cdot \sin (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.6

Evalúa los límites mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para todos los casos de $θ$ .

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Paso 3.1.2.6.1

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{\cos (2 \frac{π}{2}) \cdot \sin (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.6.2

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{\cos (2 \frac{π}{2}) \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7

Simplifica la respuesta.

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Paso 3.1.2.7.1

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 3.1.2.7.1.1

Cancela el factor común.

$2 \frac{\cos (2 \frac{π}{2}) \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.1.2

Reescribe la expresión.

$2 \frac{\cos (π) \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.2

Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el coseno es negativo en el segundo cuadrante.

$2 \frac{- \cos (0) \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.3

El valor exacto de $\cos (0)$ es $1$ .

$2 \frac{- 1 \cdot 1 \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.4

Multiplica $- 1$ por $1$ .

$2 \frac{- 1 \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.5

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 3.1.2.7.5.1

Cancela el factor común.

$2 \frac{- 1 \cdot \sin (2 \frac{π}{2})}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.5.2

Reescribe la expresión.

$2 \frac{- 1 \cdot \sin (π)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.2.7.6

Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.

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

Paso 3.1.2.7.7

El valor exacto de $\sin (0)$ es $0$ .

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

Paso 3.1.2.7.8

Multiplica $- 1$ por $0$ .

$2 \frac{0}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} - \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.3

Evalúa el límite del denominador.

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Paso 3.1.3.1

Mueve el término $- 1$ fuera del límite porque es constante con respecto a $θ$ .

$2 \frac{0}{- lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos (θ) \sin (θ)}$

Paso 3.1.3.2

Divide el límite mediante la regla del producto de límites en el límite en que $θ$ se aproxima a $\frac{π}{2}$ .

$2 \frac{0}{- lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos (θ) \cdot lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (θ)}$

Paso 3.1.3.3

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el coseno es continuo.

$2 \frac{0}{- \cos (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) \cdot lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (θ)}$

Paso 3.1.3.4

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el seno es continuo.

$2 \frac{0}{- \cos (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) \cdot \sin (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}$

Paso 3.1.3.5

Evalúa los límites mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para todos los casos de $θ$ .

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Paso 3.1.3.5.1

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{0}{- \cos (\frac{π}{2}) \cdot \sin (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}$

Paso 3.1.3.5.2

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

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

Paso 3.1.3.6

Simplifica la respuesta.

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Paso 3.1.3.6.1

El valor exacto de $\cos (\frac{π}{2})$ es $0$ .

$2 \frac{0}{- 0 \cdot \sin (\frac{π}{2})}$

Paso 3.1.3.6.2

Multiplica $- 1$ por $0$ .

$2 \frac{0}{0 \cdot \sin (\frac{π}{2})}$

Paso 3.1.3.6.3

El valor exacto de $\sin (\frac{π}{2})$ es $1$ .

$2 \frac{0}{0 \cdot 1}$

Paso 3.1.3.6.4

Multiplica $0$ por $1$ .

$2 (\frac{0}{0})$

Paso 3.1.3.6.5

La expresión contiene una división por $0$ . La expresión es indefinida.

Indefinida

$2 (\frac{0}{0})$

Paso 3.1.3.7

La expresión contiene una división por $0$ . La expresión es indefinida.

Indefinida

$2 (\frac{0}{0})$

Paso 3.1.4

La expresión contiene una división por $0$ . La expresión es indefinida.

Indefinida

$2 (\frac{0}{0})$

Paso 3.2

$lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos (2 θ) \sin (2 θ)}{- \cos (θ) \sin (θ)} = lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\frac{d}{d θ} [\cos (2 θ) \sin (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

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.

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\frac{d}{d θ} [\cos (2 θ) \sin (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.2

Diferencia con la regla del producto, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (θ) g (θ)]$ es $f (θ) \frac{d}{d θ} [g (θ)] + g (θ) \frac{d}{d θ} [f (θ)]$ donde $f (θ) = \cos (2 θ)$ y $g (θ) = \sin (2 θ)$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos (2 θ) \frac{d}{d θ} [\sin (2 θ)] + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.3

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (g (θ))]$ es $f' (g (θ)) g' (θ)$ donde $f (θ) = \sin (θ)$ y $g (θ) = 2 θ$ .

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Paso 3.3.3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $2 θ$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos (2 θ) \frac{d}{d u_{1}} [\sin (u_{1})] \frac{d}{d θ} [2 θ] + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.3.2

La derivada de $\sin (u_{1})$ con respecto a $u_{1}$ es $\cos (u_{1})$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos (2 θ) \cos (u_{1}) \frac{d}{d θ} [2 θ] + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.3.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $2 θ$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos (2 θ) \cos (2 θ) \frac{d}{d θ} [2 θ] + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.4

Eleva $\cos (2 θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.5

Eleva $\cos (2 θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.6

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 3.3.7

Suma $1$ y $1$ .

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

Paso 3.3.8

Como $2$ es constante con respecto a $θ$ , la derivada de $2 θ$ con respecto a $θ$ es $2 \frac{d}{d θ} [θ]$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos^{2} (2 θ) \cdot 2 \frac{d}{d θ} [θ] + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.9

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

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

Paso 3.3.10

Multiplica $2$ por $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{\cos^{2} (2 θ) \cdot 2 + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.11

Mueve $2$ a la izquierda de $\cos^{2} (2 θ)$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cdot \cos^{2} (2 θ) + \sin (2 θ) \frac{d}{d θ} [\cos (2 θ)]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.12

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (g (θ))]$ es $f' (g (θ)) g' (θ)$ donde $f (θ) = \cos (θ)$ y $g (θ) = 2 θ$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 3.3.12.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $2 θ$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) + \sin (2 θ) \frac{d}{d u_{2}} [\cos (u_{2})] \frac{d}{d θ} [2 θ]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.12.2

La derivada de $\cos (u_{2})$ con respecto a $u_{2}$ es $- \sin (u_{2})$ .

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

Paso 3.3.12.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $2 θ$ .

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

Paso 3.3.13

Eleva $\sin (2 θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.14

Eleva $\sin (2 θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.15

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 3.3.16

Suma $1$ y $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - \sin^{2} (2 θ) \frac{d}{d θ} [2 θ]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.17

Como $2$ es constante con respecto a $θ$ , la derivada de $2 θ$ con respecto a $θ$ es $2 \frac{d}{d θ} [θ]$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - \sin^{2} (2 θ) \cdot 2 \frac{d}{d θ} [θ]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.18

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ) \frac{d}{d θ} [θ]}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.19

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

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ) \cdot 1}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.20

Multiplica $- 2$ por $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\frac{d}{d θ} [- \cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.21

Como $- 1$ es constante con respecto a $θ$ , la derivada de $- \cos (θ) \sin (θ)$ con respecto a $θ$ es $- \frac{d}{d θ} [\cos (θ) \sin (θ)]$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{- \frac{d}{d θ} [\cos (θ) \sin (θ)]}$

Paso 3.3.22

Diferencia con la regla del producto, que establece que $\frac{d}{d θ} [f (θ) g (θ)]$ es $f (θ) \frac{d}{d θ} [g (θ)] + g (θ) \frac{d}{d θ} [f (θ)]$ donde $f (θ) = \cos (θ)$ y $g (θ) = \sin (θ)$ .

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

Paso 3.3.23

La derivada de $\sin (θ)$ con respecto a $θ$ es $\cos (θ)$ .

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

Paso 3.3.24

Eleva $\cos (θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.25

Eleva $\cos (θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.26

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 3.3.27

Suma $1$ y $1$ .

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

Paso 3.3.28

La derivada de $\cos (θ)$ con respecto a $θ$ es $- \sin (θ)$ .

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

Paso 3.3.29

Eleva $\sin (θ)$ a la potencia de $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{- (\cos^{2} (θ) - \sin^{1} (θ) \sin (θ))}$

Paso 3.3.30

Eleva $\sin (θ)$ a la potencia de $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{- (\cos^{2} (θ) - \sin^{1} (θ) \sin^{1} (θ))}$

Paso 3.3.31

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 3.3.32

Suma $1$ y $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{- (\cos^{2} (θ) - \sin^{2} (θ))}$

Paso 3.3.33

Simplifica.

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Paso 3.3.33.1

Aplica la propiedad distributiva.

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{- \cos^{2} (θ) - - 1 \sin^{2} (θ)}$

Paso 3.3.33.2

Combina los términos.

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Paso 3.3.33.2.1

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

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

Paso 3.3.33.2.2

Multiplica $\sin^{2} (θ)$ por $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{- \cos^{2} (θ) + \sin^{2} (θ)}$

Paso 3.3.33.3

Reordena $- \cos^{2} (θ)$ y $\sin^{2} (θ)$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 3.3.33.4

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = \sin (θ)$ y $b = \cos (θ)$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{(\sin (θ) + \cos (θ)) (\sin (θ) - \cos (θ))}$

Paso 3.3.33.5

Expande $(\sin (θ) + \cos (θ)) (\sin (θ) - \cos (θ))$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 3.3.33.5.1

Aplica la propiedad distributiva.

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\sin (θ) (\sin (θ) - \cos (θ)) + \cos (θ) (\sin (θ) - \cos (θ))}$

Paso 3.3.33.5.2

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 3.3.33.5.3

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 3.3.33.6

Combina los términos opuestos en $\sin (θ) \sin (θ) + \sin (θ) (- \cos (θ)) + \cos (θ) \sin (θ) + \cos (θ) (- \cos (θ))$ .

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Paso 3.3.33.6.1

Reordena los factores en los términos $\sin (θ) (- \cos (θ))$ y $\cos (θ) \sin (θ)$ .

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

Paso 3.3.33.6.2

Suma $- \cos (θ) \sin (θ)$ y $\cos (θ) \sin (θ)$ .

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

Paso 3.3.33.6.3

Suma $\sin (θ) \sin (θ)$ y $0$ .

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

Paso 3.3.33.7

Simplifica cada término.

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Paso 3.3.33.7.1

Multiplica $\sin (θ) \sin (θ)$ .

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Paso 3.3.33.7.1.1

Eleva $\sin (θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.33.7.1.2

Eleva $\sin (θ)$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 3.3.33.7.1.3

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 3.3.33.7.1.4

Suma $1$ y $1$ .

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

Paso 3.3.33.7.2

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\sin^{2} (θ) - \cos (θ) \cos (θ)}$

Paso 3.3.33.7.3

Multiplica $- \cos (θ) \cos (θ)$ .

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Paso 3.3.33.7.3.1

Eleva $\cos (θ)$ a la potencia de $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\sin^{2} (θ) - \cos^{1} (θ) \cos (θ)}$

Paso 3.3.33.7.3.2

Eleva $\cos (θ)$ a la potencia de $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\sin^{2} (θ) - \cos^{1} (θ) \cos^{1} (θ)}$

Paso 3.3.33.7.3.3

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

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

Paso 3.3.33.7.3.4

Suma $1$ y $1$ .

$2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \frac{2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{\sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4

Evalúa el límite.

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Paso 4.1

Divide el límite mediante la regla del cociente de límites en el límite en que $θ$ se aproxima a $\frac{π}{2}$ .

$2 \frac{lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \cos^{2} (2 θ) - 2 \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.2

Divide el límite mediante la regla de la suma de límites en el límite en que $θ$ se aproxima a $\frac{π}{2}$ .

$2 \frac{lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \cos^{2} (2 θ) - lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.3

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

$2 \frac{2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos^{2} (2 θ) - lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.4

Mueve el exponente $2$ de $\cos^{2} (2 θ)$ fuera del límite mediante la regla de la potencia de límites.

$2 \frac{2 {(lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos (2 θ))}^{2} - lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.5

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el coseno es continuo.

$2 \frac{2 \cos^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 θ) - lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.6

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

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.7

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

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.8

Mueve el exponente $2$ de $\sin^{2} (2 θ)$ fuera del límite mediante la regla de la potencia de límites.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 {(lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (2 θ))}^{2}}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.9

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el seno es continuo.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} 2 θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.10

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

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.11

Divide el límite mediante la regla de la suma de límites en el límite en que $θ$ se aproxima a $\frac{π}{2}$ .

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin^{2} (θ) - lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.12

Mueve el exponente $2$ de $\sin^{2} (θ)$ fuera del límite mediante la regla de la potencia de límites.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{{(lim_{θ \to \frac{π}{2}} \sin (θ))}^{2} - lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.13

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el seno es continuo.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{\sin^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos^{2} (θ)}$

Paso 4.14

Mueve el exponente $2$ de $\cos^{2} (θ)$ fuera del límite mediante la regla de la potencia de límites.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{\sin^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - {(lim_{θ \to \frac{π}{2}} \cos (θ))}^{2}}$

Paso 4.15

Mueve el límite dentro de la función trigonométrica porque el coseno es continuo.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{\sin^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - \cos^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}$

Paso 5

Evalúa los límites mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para todos los casos de $θ$ .

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Paso 5.1

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 \frac{π}{2}) - 2 \sin^{2} (2 lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}{\sin^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - \cos^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}$

Paso 5.2

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 \frac{π}{2}) - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ) - \cos^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}$

Paso 5.3

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 \frac{π}{2}) - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (lim_{θ \to \frac{π}{2}} θ)}$

Paso 5.4

Evalúa el límite de $θ$ mediante el ingreso de $\frac{π}{2}$ para $θ$ .

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 \frac{π}{2}) - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6

Simplifica la respuesta.

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Paso 6.1

Simplifica el numerador.

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Paso 6.1.1

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 6.1.1.1

Cancela el factor común.

$2 \frac{2 \cos^{2} (2 \frac{π}{2}) - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.1.2

Reescribe la expresión.

$2 \frac{2 \cos^{2} (π) - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.2

$2 \frac{2 {(- \cos (0))}^{2} - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.3

El valor exacto de $\cos (0)$ es $1$ .

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

Paso 6.1.4

Multiplica $- 1$ por $1$ .

$2 \frac{2 {(- 1)}^{2} - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.5

Eleva $- 1$ a la potencia de $2$ .

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

Paso 6.1.6

Multiplica $2$ por $1$ .

$2 \frac{2 - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.7

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 6.1.7.1

Cancela el factor común.

$2 \frac{2 - 2 \sin^{2} (2 \frac{π}{2})}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.7.2

Reescribe la expresión.

$2 \frac{2 - 2 \sin^{2} (π)}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.8

Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.

$2 \frac{2 - 2 \sin^{2} (0)}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.9

El valor exacto de $\sin (0)$ es $0$ .

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

Paso 6.1.10

Elevar $0$ a cualquier potencia positiva da como resultado $0$ .

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

Paso 6.1.11

Multiplica $- 2$ por $0$ .

$2 \frac{2 + 0}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.1.12

Suma $2$ y $0$ .

$2 \frac{2}{\sin^{2} (\frac{π}{2}) - \cos^{2} (\frac{π}{2})}$

Paso 6.2

Simplifica el denominador.

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Paso 6.2.1

El valor exacto de $\sin (\frac{π}{2})$ es $1$ .

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

Paso 6.2.2

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

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

Paso 6.2.3

El valor exacto de $\cos (\frac{π}{2})$ es $0$ .

$2 \frac{2}{1 - 0^{2}}$

Paso 6.2.4

Elevar $0$ a cualquier potencia positiva da como resultado $0$ .

$2 \frac{2}{1 - 0}$

Paso 6.2.5

Multiplica $- 1$ por $0$ .

$2 \frac{2}{1 + 0}$

Paso 6.2.6

Suma $1$ y $0$ .

$2 (\frac{2}{1})$

Paso 6.3

Divide $2$ por $1$ .

$2 \cdot 2$

Paso 6.4

Multiplica $2$ por $2$ .

$4$