Математический анализ Примеры

$lim_{x \to 153} \frac{x - 153}{\sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1

Применим правило Лопиталя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Найдем предел числителя и предел знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.1

Возьмем предел числителя и предел знаменателя.

$\frac{lim_{x \to 153} x - 153}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1.1.2

Найдем предел числителя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.1

Вычислим предел.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.1.1

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $153$ .

$\frac{lim_{x \to 153} x - lim_{x \to 153} 153}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1.1.2.1.2

Найдем предел $153$ , который является константой по мере приближения $x$ к $153$ .

$\frac{lim_{x \to 153} x - 1 \cdot 153}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1.1.2.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $153$ для $x$ .

$\frac{153 - 1 \cdot 153}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1.1.2.3

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.3.1

Умножим $- 1$ на $153$ .

$\frac{153 - 153}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1.1.2.3.2

Вычтем $153$ из $153$ .

$\frac{0}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - 13}$

Этап 1.1.3

Найдем предел знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1

Вычислим предел.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1.1

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $153$ .

$\frac{0}{lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16} - lim_{x \to 153} 13}$

Этап 1.1.3.1.2

Внесем предел под знак радикала.

$\frac{0}{\sqrt{lim_{x \to 153} x + 16} - lim_{x \to 153} 13}$

Этап 1.1.3.1.3

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $153$ .

$\frac{0}{\sqrt{lim_{x \to 153} x + lim_{x \to 153} 16} - lim_{x \to 153} 13}$

Этап 1.1.3.1.4

Найдем предел $16$ , который является константой по мере приближения $x$ к $153$ .

$\frac{0}{\sqrt{lim_{x \to 153} x + 16} - lim_{x \to 153} 13}$

Этап 1.1.3.1.5

Найдем предел $13$ , который является константой по мере приближения $x$ к $153$ .

$\frac{0}{\sqrt{lim_{x \to 153} x + 16} - 1 \cdot 13}$

Этап 1.1.3.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $153$ для $x$ .

$\frac{0}{\sqrt{153 + 16} - 1 \cdot 13}$

Этап 1.1.3.3

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.3.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.3.1.1

Добавим $153$ и $16$ .

$\frac{0}{\sqrt{169} - 1 \cdot 13}$

Этап 1.1.3.3.1.2

Перепишем $169$ в виде $13^{2}$ .

$\frac{0}{\sqrt{13^{2}} - 1 \cdot 13}$

Этап 1.1.3.3.1.3

Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.

$\frac{0}{13 - 1 \cdot 13}$

Этап 1.1.3.3.1.4

Умножим $- 1$ на $13$ .

$\frac{0}{13 - 13}$

Этап 1.1.3.3.2

Вычтем $13$ из $13$ .

$\frac{0}{0}$

Этап 1.1.3.3.3

Выражение содержит деление на $0$ . Выражение не определено.

Неопределенные

$\frac{0}{0}$

Этап 1.1.3.4

Выражение содержит деление на $0$ . Выражение не определено.

Неопределенные

$\frac{0}{0}$

Этап 1.1.4

Выражение содержит деление на $0$ . Выражение не определено.

Неопределенные

$\frac{0}{0}$

Этап 1.2

Поскольку $\frac{0}{0}$ является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.

$lim_{x \to 153} \frac{x - 153}{\sqrt{x + 16} - 13} = lim_{x \to 153} \frac{\frac{d}{d x} [x - 153]}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16} - 13]}$

Этап 1.3

Найдем производную числителя и знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Продифференцируем числитель и знаменатель.

$lim_{x \to 153} \frac{\frac{d}{d x} [x - 153]}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16} - 13]}$

Этап 1.3.2

По правилу суммы производная $x - 153$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 153]$ .

$lim_{x \to 153} \frac{\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 153]}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16} - 13]}$

Этап 1.3.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1 + \frac{d}{d x} [- 153]}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16} - 13]}$

Этап 1.3.4

Поскольку $- 153$ является константой относительно $x$ , производная $- 153$ относительно $x$ равна $0$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1 + 0}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16} - 13]}$

Этап 1.3.5

Добавим $1$ и $0$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16} - 13]}$

Этап 1.3.6

По правилу суммы производная $\sqrt{x + 16} - 13$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16}] + \frac{d}{d x} [- 13]$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16}] + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7

Найдем значение $\frac{d}{d x} [\sqrt{x + 16}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.7.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{x + 16}$ в виде ${(x + 16)}^{\frac{1}{2}}$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{d}{d x} [{(x + 16)}^{\frac{1}{2}}] + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.2

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ имеет вид $f' (g (x)) g' (x)$ , где $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ и $g (x) = x + 16$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.7.2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $x + 16$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [x + 16] + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.2.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = \frac{1}{2}$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x + 16] + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.2.3

Заменим все вхождения $u$ на $x + 16$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x + 16] + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.3

По правилу суммы производная $x + 16$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [16]$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1}{2} - 1} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [16]) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.4

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1}{2} - 1} (1 + \frac{d}{d x} [16]) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.5

Поскольку $16$ является константой относительно $x$ , производная $16$ относительно $x$ равна $0$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1}{2} - 1} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.6

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.7

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.8

Объединим числители над общим знаменателем.

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.9

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.7.9.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{1 - 2}{2}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.9.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{\frac{- 1}{2}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.10

Вынесем знак минуса перед дробью.

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{- \frac{1}{2}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.11

Добавим $1$ и $0$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2} {(x + 16)}^{- \frac{1}{2}} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.12

Объединим $\frac{1}{2}$ и ${(x + 16)}^{- \frac{1}{2}}$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{{(x + 16)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.13

Умножим $\frac{{(x + 16)}^{- \frac{1}{2}}}{2}$ на $1$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{{(x + 16)}^{- \frac{1}{2}}}{2} + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.7.14

Перенесем ${(x + 16)}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2 {(x + 16)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{d}{d x} [- 13]}$

Этап 1.3.8

Поскольку $- 13$ является константой относительно $x$ , производная $- 13$ относительно $x$ равна $0$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2 {(x + 16)}^{\frac{1}{2}}} + 0}$

Этап 1.3.9

Добавим $\frac{1}{2 {(x + 16)}^{\frac{1}{2}}}$ и $0$ .

$lim_{x \to 153} \frac{1}{\frac{1}{2 {(x + 16)}^{\frac{1}{2}}}}$

Этап 1.4

Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.

$lim_{x \to 153} 1 (2 {(x + 16)}^{\frac{1}{2}})$

Этап 1.5

Перепишем ${(x + 16)}^{\frac{1}{2}}$ в виде $\sqrt{x + 16}$ .

$lim_{x \to 153} 1 (2 \sqrt{x + 16})$

Этап 1.6

Умножим $2$ на $1$ .

$lim_{x \to 153} 2 \sqrt{x + 16}$

Этап 2

Вычислим предел.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Вынесем член $2$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$2 lim_{x \to 153} \sqrt{x + 16}$

Этап 2.2

Внесем предел под знак радикала.

$2 \sqrt{lim_{x \to 153} x + 16}$

Этап 2.3

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $153$ .

$2 \sqrt{lim_{x \to 153} x + lim_{x \to 153} 16}$

Этап 2.4

Найдем предел $16$ , который является константой по мере приближения $x$ к $153$ .

$2 \sqrt{lim_{x \to 153} x + 16}$

Этап 3

Найдем предел $x$ , подставив значение $153$ для $x$ .

$2 \sqrt{153 + 16}$

Этап 4

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Добавим $153$ и $16$ .

$2 \sqrt{169}$

Этап 4.2

Перепишем $169$ в виде $13^{2}$ .

$2 \sqrt{13^{2}}$

Этап 4.3

Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.

$2 \cdot 13$

Этап 4.4

Умножим $2$ на $13$ .

$26$