Sr Examen

Otras calculadoras:

Límite de la función (atan(x)^3+3*x+7*x^2+sin(x))/sqrt(x^4+8*x^3)

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     /    3               2         \
     |atan (x) + 3*x + 7*x  + sin(x)|
 lim |------------------------------|
x->oo|           ___________        |
     |          /  4      3         |
     \        \/  x  + 8*x          /
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
Limit((atan(x)^3 + 3*x + 7*x^2 + sin(x))/sqrt(x^4 + 8*x^3), x, oo, dir='-')
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
oo/oo,

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty}\left(7 x^{2} + 3 x + \sin{\left(x \right)} + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right) = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} = \infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{7 x^{2} + 3 x + \sin{\left(x \right)} + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{3} \left(x + 8\right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(7 x^{2} + 3 x + \sin{\left(x \right)} + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{14 x + \cos{\left(x \right)} + 3 + \frac{3 \operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1}}{\frac{2 x^{3}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} + \frac{12 x^{2}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(14 x + \cos{\left(x \right)} + 3 + \frac{3 \operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1}\right)}{\frac{d}{d x} \left(\frac{2 x^{3}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} + \frac{12 x^{2}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \frac{6 x \operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{x^{4} + 2 x^{2} + 1} - \sin{\left(x \right)} + 14 + \frac{6 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{4} + 2 x^{2} + 1}}{- \frac{4 x^{6}}{x^{4} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} + 8 x^{3} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} - \frac{48 x^{5}}{x^{4} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} + 8 x^{3} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} - \frac{144 x^{4}}{x^{4} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} + 8 x^{3} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} + \frac{6 x^{2}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} + \frac{24 x}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{- \frac{6 x \operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{x^{4} + 2 x^{2} + 1} - \sin{\left(x \right)} + 14 + \frac{6 \operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{4} + 2 x^{2} + 1}}{- \frac{4 x^{6}}{x^{4} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} + 8 x^{3} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} - \frac{48 x^{5}}{x^{4} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} + 8 x^{3} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} - \frac{144 x^{4}}{x^{4} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}} + 8 x^{3} \sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} + \frac{6 x^{2}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}} + \frac{24 x}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 2 vez (veces)
Gráfica
Respuesta rápida [src]
     /    3               2         \
     |atan (x) + 3*x + 7*x  + sin(x)|
 lim |------------------------------|
x->oo|           ___________        |
     |          /  4      3         |
     \        \/  x  + 8*x          /
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right) = \infty i$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right) = \infty$$
Más detalles con x→0 a la derecha
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right) = \frac{\pi^{3}}{192} + \frac{\sin{\left(1 \right)}}{3} + \frac{10}{3}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right) = \frac{\pi^{3}}{192} + \frac{\sin{\left(1 \right)}}{3} + \frac{10}{3}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(7 x^{2} + \left(3 x + \operatorname{atan}^{3}{\left(x \right)}\right)\right) + \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{x^{4} + 8 x^{3}}}\right)$$
Más detalles con x→-oo