Sr Examen

Límite de la función (x-atan(x))/(x+atan(x))

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     /x - atan(x)\
 lim |-----------|
x->oo\x + atan(x)/
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right)$$
Limit((x - atan(x))/(x + atan(x)), x, oo, dir='-')
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}\right) = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}\right) = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \left(x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1 - \frac{1}{x^{2} + 1}}{1 + \frac{1}{x^{2} + 1}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1 - \frac{1}{x^{2} + 1}}{1 + \frac{1}{x^{2} + 1}}\right)$$
=
$$1$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)
Gráfica
Respuesta rápida [src]
1
$$1$$
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right) = 1$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right) = 0$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right) = 0$$
Más detalles con x→0 a la derecha
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right) = - \frac{-4 + \pi}{\pi + 4}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right) = - \frac{-4 + \pi}{\pi + 4}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x - \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x + \operatorname{atan}{\left(x \right)}}\right) = 1$$
Más detalles con x→-oo