Sr Examen

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asin(3*x)/(5*x)

Límite de la función asin(3*x)/(5*x)

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     /asin(3*x)\
 lim |---------|
x->oo\   5*x   /
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
Limit(asin(3*x)/((5*x)), x, oo, dir='-')
Solución detallada
Tomamos como el límite
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
Sustituimos
$$u = \operatorname{asin}{\left(3 x \right)}$$
$$x = \frac{\sin{\left(u \right)}}{3}$$
obtendremos
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right) = \frac{\lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{3 \sin{\left(u \right)}}{3} \right)}}{\frac{1}{3} \sin{\left(u \right)}}\right)}{5}$$
=
$$\frac{\lim_{u \to 0^+}\left(\frac{3 \operatorname{asin}{\left(\sin{\left(u \right)} \right)}}{\sin{\left(u \right)}}\right)}{5} = \frac{\lim_{u \to 0^+}\left(\frac{3 u}{\sin{\left(u \right)}}\right)}{5}$$
=
$$\frac{3 \lim_{u \to 0^+} \frac{1}{\frac{1}{u} \sin{\left(u \right)}}}{5}$$
               /sin(u)\  
= 3/5 / (  lim |------| )
          u->0+\  u   /  

El límite
$$\lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\sin{\left(u \right)}}{u}\right)$$
hay el primer límite, es igual a 1.

Entonces la respuesta definitiva es:
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right) = \frac{3}{5}$$
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
-oo*i/oo,

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty} \operatorname{asin}{\left(3 x \right)} = - \infty i$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(5 x\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{\frac{d}{d x} 5 x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{3}{5 \sqrt{1 - 9 x^{2}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{3}{5 \sqrt{1 - 9 x^{2}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)
Gráfica
A la izquierda y a la derecha [src]
     /asin(3*x)\
 lim |---------|
x->0+\   5*x   /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
3/5
$$\frac{3}{5}$$
= 0.6
     /asin(3*x)\
 lim |---------|
x->0-\   5*x   /
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
3/5
$$\frac{3}{5}$$
= 0.6
= 0.6
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right) = \frac{3}{5}$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right) = \frac{3}{5}$$
Más detalles con x→0 a la derecha
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right) = \frac{\operatorname{asin}{\left(3 \right)}}{5}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right) = \frac{\operatorname{asin}{\left(3 \right)}}{5}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
Más detalles con x→-oo
Respuesta rápida [src]
     /asin(3*x)\
 lim |---------|
x->oo\   5*x   /
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{asin}{\left(3 x \right)}}{5 x}\right)$$
Respuesta numérica [src]
0.6
0.6
Gráfico
Límite de la función asin(3*x)/(5*x)