Математический анализ Примеры

Вычислить при помощи правила Лопиталя предел (e^(2x)+x^2)/(e^x+4x), если x стремится к infinity
Этап 1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.2.2
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .
Этап 1.2.3
Для многочлена, старший коэффициент которого положителен, предел в бесконечности равен бесконечности.
Этап 1.2.4
Сумма бесконечностей бесконечна.
Этап 1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 1.3.2
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .
Этап 1.3.3
Для многочлена, старший коэффициент которого положителен, предел в бесконечности равен бесконечности.
Этап 1.3.4
Сумма бесконечностей бесконечна.
Этап 1.3.5
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 1.4
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.3.1.2
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 3.3.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.3.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.4
Умножим на .
Этап 3.3.5
Перенесем влево от .
Этап 3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.5
Изменим порядок членов.
Этап 3.6
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.7
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 3.8
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.8.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.8.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.8.3
Умножим на .
Этап 4
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 4.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.1
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.1.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 4.1.2.1.2
Для многочлена, старший коэффициент которого положителен, предел в бесконечности равен бесконечности.
Этап 4.1.2.2
Поскольку функция стремится к , произведение положительной константы и функции стремится к .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.2.2.1
Рассмотрим предел с исключенной константой, кратной .
Этап 4.1.2.2.2
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .
Этап 4.1.2.3
Сумма бесконечностей бесконечна.
Этап 4.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 4.1.3.2
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .
Этап 4.1.3.3
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 4.1.3.4
Разность или сумма бесконечности и числа равна бесконечности.
Этап 4.1.3.5
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 4.1.4
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 4.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 4.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 4.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.3.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3.3.3
Умножим на .
Этап 4.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.3.4.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.4.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.3.4.2.2
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 4.3.4.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.3.4.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.3.4.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3.4.5
Умножим на .
Этап 4.3.4.6
Перенесем влево от .
Этап 4.3.4.7
Умножим на .
Этап 4.3.5
Изменим порядок членов.
Этап 4.3.6
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.3.7
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 4.3.8
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.3.9
Добавим и .
Этап 5
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 5.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 5.1.2.2
Поскольку функция стремится к , произведение положительной константы и функции стремится к .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.2.1
Рассмотрим предел с исключенной константой, кратной .
Этап 5.1.2.2.2
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .
Этап 5.1.2.3
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 5.1.2.4
Разность или сумма бесконечности и числа равна бесконечности.
Этап 5.1.3
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .
Этап 5.1.4
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 5.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 5.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 5.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.3.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 5.3.3.2.2
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 5.3.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5.3.3.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.3.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.3.3.5
Умножим на .
Этап 5.3.3.6
Перенесем влево от .
Этап 5.3.3.7
Умножим на .
Этап 5.3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.3.5
Добавим и .
Этап 5.3.6
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 5.4
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.2.1
Умножим на .
Этап 5.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.4.2.4
Разделим на .
Этап 6
Поскольку функция стремится к , произведение положительной константы и функции стремится к .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Рассмотрим предел с исключенной константой, кратной .
Этап 6.2
Поскольку показатель степени стремится к , величина стремится к .