Математический анализ Примеры

$lim_{x \to 0} \frac{3 x + 3 x \cos (3 x)}{2 \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 1

Вынесем член $\frac{1}{2}$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 x + 3 x \cos (3 x)}{\cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2

Применим правило Лопиталя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Найдем предел числителя и предел знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.1

Возьмем предел числителя и предел знаменателя.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} 3 x + 3 x \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2

Найдем предел числителя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.2.1

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} 3 x + lim_{x \to 0} 3 x \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.2

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 lim_{x \to 0} x + lim_{x \to 0} 3 x \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.3

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 lim_{x \to 0} x + 3 lim_{x \to 0} x \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.4

Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 lim_{x \to 0} x + 3 lim_{x \to 0} x \cdot lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.5

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 lim_{x \to 0} x + 3 lim_{x \to 0} x \cdot \cos (lim_{x \to 0} 3 x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.6

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 lim_{x \to 0} x + 3 lim_{x \to 0} x \cdot \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.7

Найдем значения пределов, подставив значение $0$ для всех вхождений $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.2.7.1

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 \cdot 0 + 3 lim_{x \to 0} x \cdot \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.7.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 \cdot 0 + 3 \cdot 0 \cdot \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.7.3

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{3 \cdot 0 + 3 \cdot 0 \cdot \cos (3 \cdot 0)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.8

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.2.8.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.2.8.1.1

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 3 \cdot 0 \cdot \cos (3 \cdot 0)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.8.1.2

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 0 \cdot \cos (3 \cdot 0)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.8.1.3

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 0 \cdot \cos (0)}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.8.1.4

Точное значение $\cos (0)$ : $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 0 \cdot 1}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.8.1.5

Умножим $0$ на $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 0}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.2.8.2

Добавим $0$ и $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \sin (3 x)}$

Этап 2.1.3

Найдем предел знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.3.1

Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{lim_{x \to 0} \cos (3 x) \cdot lim_{x \to 0} \sin (3 x)}$

Этап 2.1.3.2

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (lim_{x \to 0} 3 x) \cdot lim_{x \to 0} \sin (3 x)}$

Этап 2.1.3.3

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (3 lim_{x \to 0} x) \cdot lim_{x \to 0} \sin (3 x)}$

Этап 2.1.3.4

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (3 lim_{x \to 0} x) \cdot \sin (lim_{x \to 0} 3 x)}$

Этап 2.1.3.5

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (3 lim_{x \to 0} x) \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 2.1.3.6

Найдем значения пределов, подставив значение $0$ для всех вхождений $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.3.6.1

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (3 \cdot 0) \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 2.1.3.6.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (3 \cdot 0) \cdot \sin (3 \cdot 0)}$

Этап 2.1.3.7

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.3.7.1

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\cos (0) \cdot \sin (3 \cdot 0)}$

Этап 2.1.3.7.2

Точное значение $\cos (0)$ : $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{1 \cdot \sin (3 \cdot 0)}$

Этап 2.1.3.7.3

Умножим $\sin (3 \cdot 0)$ на $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\sin (3 \cdot 0)}$

Этап 2.1.3.7.4

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0}{\sin (0)}$

Этап 2.1.3.7.5

Точное значение $\sin (0)$ : $0$ .

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

Этап 2.1.3.7.6

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

Неопределенные

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

Этап 2.1.3.8

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

Неопределенные

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

Этап 2.1.4

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

Неопределенные

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

Этап 2.2

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

$lim_{x \to 0} \frac{3 x + 3 x \cos (3 x)}{\cos (3 x) \sin (3 x)} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [3 x + 3 x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3

Найдем производную числителя и знаменателя.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Продифференцируем числитель и знаменатель.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [3 x + 3 x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.2

По правилу суммы производная $3 x + 3 x \cos (3 x)$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [3 x \cos (3 x)]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [3 x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.3

Найдем значение $\frac{d}{d x} [3 x]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.3.1

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [3 x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.3.2

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

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [3 x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.3.3

Умножим $3$ на $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + \frac{d}{d x} [3 x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4

Найдем значение $\frac{d}{d x} [3 x \cos (3 x)]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.4.1

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x \cos (3 x)$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x \cos (3 x)]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 \frac{d}{d x} [x \cos (3 x)]}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.2

Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ имеет вид $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , где $f (x) = x$ и $g (x) = \cos (3 x)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \frac{d}{d x} [\cos (3 x)] + \cos (3 x) \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.3

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 $f (x) = \cos (x)$ и $g (x) = 3 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.4.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \frac{d}{d u} [\cos (u)] \frac{d}{d x} [3 x] + \cos (3 x) \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.3.2

Производная $\cos (u)$ по $u$ равна $- \sin (u)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 1 \sin (u) \frac{d}{d x} [3 x] + \cos (3 x) \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.3.3

Заменим все вхождения $u$ на $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 1 \sin (3 x) \frac{d}{d x} [3 x] + \cos (3 x) \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.4

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 1 \sin (3 x) \cdot 3 \frac{d}{d x} [x] + \cos (3 x) \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.5

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

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 1 \sin (3 x) \cdot 3 \cdot 1 + \cos (3 x) \frac{d}{d x} [x])}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.6

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

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 1 \sin (3 x) \cdot 3 \cdot 1 + \cos (3 x) \cdot 1)}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.7

Умножим $3$ на $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 1 \sin (3 x) \cdot 3 + \cos (3 x) \cdot 1)}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.8

Умножим $3$ на $- 1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 3 \sin (3 x) + \cos (3 x) \cdot 1)}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.4.9

Умножим $\cos (3 x)$ на $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 (x \cdot - 3 \sin (3 x) + \cos (3 x))}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.5

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.5.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 + 3 x \cdot - 3 \sin (3 x) + 3 \cos (3 x)}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.5.2

Умножим $- 3$ на $3$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 - 9 x \sin (3 x) + 3 \cos (3 x)}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.5.3

Изменим порядок членов.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\frac{d}{d x} [\cos (3 x) \sin (3 x)]}$

Этап 2.3.6

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos (3 x) \frac{d}{d x} [\sin (3 x)] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.7

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.7.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos (3 x) \frac{d}{d u_{1}} [\sin (u_{1})] \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.7.2

Производная $\sin (u_{1})$ по $u_{1}$ равна $\cos (u_{1})$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos (3 x) \cos (u_{1}) \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.7.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos (3 x) \cos (3 x) \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.8

Возведем $\cos (3 x)$ в степень $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos^{1} (3 x) \cos (3 x) \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.9

Возведем $\cos (3 x)$ в степень $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos^{1} (3 x) \cos^{1} (3 x) \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.10

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{{\cos (3 x)}^{1 + 1} \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.11

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos^{2} (3 x) \frac{d}{d x} [3 x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.12

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos^{2} (3 x) \cdot 3 \frac{d}{d x} [x] + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.13

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

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos^{2} (3 x) \cdot 3 \cdot 1 + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.14

Умножим $3$ на $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{\cos^{2} (3 x) \cdot 3 + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.15

Перенесем $3$ влево от $\cos^{2} (3 x)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cdot \cos^{2} (3 x) + \sin (3 x) \frac{d}{d x} [\cos (3 x)]}$

Этап 2.3.16

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.16.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) + \sin (3 x) \frac{d}{d u_{2}} [\cos (u_{2})] \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.16.2

Производная $\cos (u_{2})$ по $u_{2}$ равна $- \sin (u_{2})$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) + \sin (3 x) \cdot - 1 \sin (u_{2}) \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.16.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $3 x$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) + \sin (3 x) \cdot - 1 \sin (3 x) \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.17

Возведем $\sin (3 x)$ в степень $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - \sin^{1} (3 x) \sin (3 x) \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.18

Возведем $\sin (3 x)$ в степень $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - \sin^{1} (3 x) \sin^{1} (3 x) \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.19

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - {\sin (3 x)}^{1 + 1} \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.20

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x) \frac{d}{d x} [3 x]}$

Этап 2.3.21

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x) \cdot 3 \frac{d}{d x} [x]}$

Этап 2.3.22

Умножим $3$ на $- 1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x) \frac{d}{d x} [x]}$

Этап 2.3.23

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

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x) \cdot 1}$

Этап 2.3.24

Умножим $- 3$ на $1$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4

Сократим общий множитель $- 9 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)$ и $3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.4.1

Вынесем множитель $3$ из $- 9 x \sin (3 x)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \cdot - 3 x \sin (3 x) + 3 + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.2

Вынесем множитель $3$ из $3$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 \cdot - 3 x \sin (3 x) + 3 (1) + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.3

Вынесем множитель $3$ из $3 (- 3 x \sin (3 x)) + 3 (1)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1) + 3 \cos (3 x)}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.4

Вынесем множитель $3$ из $3 \cos (3 x)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1) + 3 (\cos (3 x))}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.5

Вынесем множитель $3$ из $3 (- 3 x \sin (3 x) + 1) + 3 (\cos (3 x))$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x))}{3 \cos^{2} (3 x) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.6

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.4.6.1

Вынесем множитель $3$ из $3 \cos^{2} (3 x)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x))}{3 (\cos^{2} (3 x)) - 3 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.6.2

Вынесем множитель $3$ из $- 3 \sin^{2} (3 x)$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x))}{3 (\cos^{2} (3 x)) + 3 \cdot - 1 \sin^{2} (3 x)}$

Этап 2.4.6.3

Вынесем множитель $3$ из $3 (\cos^{2} (3 x)) + 3 (- \sin^{2} (3 x))$ .

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x))}{3 (\cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x))}$

Этап 2.4.6.4

Сократим общий множитель.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{3 (- 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x))}{3 (\cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x))}$

Этап 2.4.6.5

Перепишем это выражение.

$\frac{1}{2} lim_{x \to 0} \frac{- 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x)}{\cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3

Вычислим предел.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} - 3 x \sin (3 x) + 1 + \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.2

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- lim_{x \to 0} 3 x \sin (3 x) + lim_{x \to 0} 1 + lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.3

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \sin (3 x) + lim_{x \to 0} 1 + lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.4

Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot lim_{x \to 0} \sin (3 x) + lim_{x \to 0} 1 + lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.5

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (lim_{x \to 0} 3 x) + lim_{x \to 0} 1 + lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.6

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + lim_{x \to 0} 1 + lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.7

Найдем предел $1$ , который является константой по мере приближения $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + lim_{x \to 0} \cos (3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.8

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (lim_{x \to 0} 3 x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.9

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.10

Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении $x$ к $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{lim_{x \to 0} \cos^{2} (3 x) - lim_{x \to 0} \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.11

Вынесем степень $2$ в выражении $\cos^{2} (3 x)$ из-под знака предела по правилу степени для пределов.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{{(lim_{x \to 0} \cos (3 x))}^{2} - lim_{x \to 0} \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.12

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку косинус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (lim_{x \to 0} 3 x) - lim_{x \to 0} \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.13

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - lim_{x \to 0} \sin^{2} (3 x)}$

Этап 3.14

Вынесем степень $2$ в выражении $\sin^{2} (3 x)$ из-под знака предела по правилу степени для пределов.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - {(lim_{x \to 0} \sin (3 x))}^{2}}$

Этап 3.15

Перенесем предел внутрь тригонометрической функции, поскольку синус является непрерывной функцией.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - \sin^{2} (lim_{x \to 0} 3 x)}$

Этап 3.16

Вынесем член $3$ из-под знака предела, так как он не зависит от $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 lim_{x \to 0} x \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - \sin^{2} (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 4

Найдем значения пределов, подставив значение $0$ для всех вхождений $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 \cdot 0 \cdot \sin (3 lim_{x \to 0} x) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - \sin^{2} (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 4.2

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 \cdot 0 \cdot \sin (3 \cdot 0) + 1 + \cos (3 lim_{x \to 0} x)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - \sin^{2} (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 4.3

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 \cdot 0 \cdot \sin (3 \cdot 0) + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 lim_{x \to 0} x) - \sin^{2} (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 4.4

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 \cdot 0 \cdot \sin (3 \cdot 0) + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 lim_{x \to 0} x)}$

Этап 4.5

Найдем предел $x$ , подставив значение $0$ для $x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{- 3 \cdot 0 \cdot \sin (3 \cdot 0) + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1.1

Умножим $- 3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 \cdot \sin (3 \cdot 0) + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.2

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 \cdot \sin (0) + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.3

Точное значение $\sin (0)$ : $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 \cdot 0 + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.4

Умножим $0$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 1 + \cos (3 \cdot 0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.5

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 1 + \cos (0)}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.6

Точное значение $\cos (0)$ : $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{0 + 1 + 1}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.7

Добавим $0$ и $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{1 + 1}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.1.8

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{2}{\cos^{2} (3 \cdot 0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.2

Упростим знаменатель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1

Умножим $3$ на $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{2}{\cos^{2} (0) - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.2.2

Точное значение $\cos (0)$ : $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{2}{1^{2} - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.2.3

Единица в любой степени равна единице.

$\frac{1}{2} \cdot \frac{2}{1 - \sin^{2} (3 \cdot 0)}$

Этап 5.2.4

Умножим $3$ на $0$ .

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

Этап 5.2.5

Точное значение $\sin (0)$ : $0$ .

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

Этап 5.2.6

Возведение $0$ в любую положительную степень дает $0$ .

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

Этап 5.2.7

Умножим $- 1$ на $0$ .

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

Этап 5.2.8

Добавим $1$ и $0$ .

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

Этап 5.3

Разделим $2$ на $1$ .

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

Этап 5.4

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.4.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 5.4.2

Перепишем это выражение.

$1$