Математический анализ Примеры

Вычислить при помощи правила Лопиталя предел ( квадратный корень из x^2-9)/(2x-6), когда 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
Когда стремится к для радикалов, значение стремится к .
Этап 1.3
Для многочлена, старший коэффициент которого положителен, предел в бесконечности равен бесконечности.
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
С помощью запишем в виде .
Этап 3.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.5
Объединим и .
Этап 3.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.7
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.1
Умножим на .
Этап 3.7.2
Вычтем из .
Этап 3.8
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.9
Объединим и .
Этап 3.10
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.11
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.12
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.13
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.14
Добавим и .
Этап 3.15
Объединим и .
Этап 3.16
Объединим и .
Этап 3.17
Сократим общий множитель.
Этап 3.18
Перепишем это выражение.
Этап 3.19
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.20
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.20.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.20.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.20.3
Умножим на .
Этап 3.21
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.22
Добавим и .
Этап 4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 5
Перепишем в виде .
Этап 6
Умножим на .
Этап 7
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 8
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Перепишем в виде .
Этап 8.2
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 9
Разделим числитель и знаменатель на в наибольшей степени в знаменателе, т. е. .
Этап 10
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1
Сократим общий множитель .
Этап 10.2
Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении к .
Этап 10.3
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 10.4
Внесем предел под знак радикала.
Этап 11
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 11.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 11.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 11.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 11.1.2.4
Изменим порядок и .
Этап 11.1.2.5
Возведем в степень .
Этап 11.1.2.6
Возведем в степень .
Этап 11.1.2.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 11.1.2.8
Упростим путем добавления членов.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1.2.8.1
Добавим и .
Этап 11.1.2.8.2
Умножим на .
Этап 11.1.2.8.3
Добавим и .
Этап 11.1.2.8.4
Вычтем из .
Этап 11.1.2.9
Для многочлена, старший коэффициент которого положителен, предел в бесконечности равен бесконечности.
Этап 11.1.3
Для многочлена, старший коэффициент которого положителен, предел в бесконечности равен бесконечности.
Этап 11.1.4
Деление бесконечности на бесконечность не определено.
Неопределенные
Этап 11.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 11.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 11.3.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 11.3.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 11.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 11.3.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 11.3.6
Добавим и .
Этап 11.3.7
Умножим на .
Этап 11.3.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 11.3.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 11.3.10
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 11.3.11
Добавим и .
Этап 11.3.12
Умножим на .
Этап 11.3.13
Добавим и .
Этап 11.3.14
Вычтем из .
Этап 11.3.15
Добавим и .
Этап 11.3.16
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 11.4
Сократим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 11.4.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 11.4.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 11.4.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 12
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 12.2
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.1
Любой корень из равен .
Этап 12.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.3
Умножим на .