Sr Examen

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(-4+x+x^3)/(1-x^2-4*x^3)

Límite de la función (-4+x+x^3)/(1-x^2-4*x^3)

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     /           3 \
     | -4 + x + x  |
 lim |-------------|
x->oo|     2      3|
     \1 - x  - 4*x /
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + \left(x - 4\right)}{- 4 x^{3} + \left(1 - x^{2}\right)}\right)$$
Limit((-4 + x + x^3)/(1 - x^2 - 4*x^3), x, oo, dir='-')
Solución detallada
Tomamos como el límite
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + \left(x - 4\right)}{- 4 x^{3} + \left(1 - x^{2}\right)}\right)$$
Dividimos el numerador y el denominador por x^3:
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + \left(x - 4\right)}{- 4 x^{3} + \left(1 - x^{2}\right)}\right)$$ =
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1 + \frac{1}{x^{2}} - \frac{4}{x^{3}}}{-4 - \frac{1}{x} + \frac{1}{x^{3}}}\right)$$
Hacemos El Cambio
$$u = \frac{1}{x}$$
entonces
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1 + \frac{1}{x^{2}} - \frac{4}{x^{3}}}{-4 - \frac{1}{x} + \frac{1}{x^{3}}}\right) = \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{- 4 u^{3} + u^{2} + 1}{u^{3} - u - 4}\right)$$
=
$$\frac{0^{2} - 4 \cdot 0^{3} + 1}{-4 + 0^{3} - 0} = - \frac{1}{4}$$

Entonces la respuesta definitiva es:
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x^{3} + \left(x - 4\right)}{- 4 x^{3} + \left(1 - x^{2}\right)}\right) = - \frac{1}{4}$$
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
oo/-oo,

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