Sr Examen

Otras calculadoras:

Límite de la función -8*(1-x^2-cos(x)+x*sin(x)/2)/x^4

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     /   /     2            x*sin(x)\\
     |-8*|1 - x  - cos(x) + --------||
     |   \                     2    /|
 lim |-------------------------------|
x->0+|                4              |
     \               x               /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right)$$
Limit((-8*(1 - x^2 - cos(x) + (x*sin(x))/2))/x^4, x, 0)
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
0/0,

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- 2 x^{2} + x \sin{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} + 2\right) = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{x^{4}}{4}\right) = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{4 \left(- 2 x^{2} + x \sin{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} + 2\right)}{x^{4}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(- 2 x^{2} + x \sin{\left(x \right)} - 2 \cos{\left(x \right)} + 2\right)}{\frac{d}{d x} \left(- \frac{x^{4}}{4}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{x \cos{\left(x \right)} - 4 x + 3 \sin{\left(x \right)}}{x^{3}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(x \cos{\left(x \right)} - 4 x + 3 \sin{\left(x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \left(- x^{3}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{- x \sin{\left(x \right)} + 4 \cos{\left(x \right)} - 4}{3 x^{2}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(- x \sin{\left(x \right)} + 4 \cos{\left(x \right)} - 4\right)}{\frac{d}{d x} \left(- 3 x^{2}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{- x \cos{\left(x \right)} - 5 \sin{\left(x \right)}}{6 x}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(- x \cos{\left(x \right)} - 5 \sin{\left(x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \left(- 6 x\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{x \sin{\left(x \right)}}{6} + \cos{\left(x \right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{x \sin{\left(x \right)}}{6} + \cos{\left(x \right)}\right)$$
=
$$1$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 4 vez (veces)
Gráfica
Respuesta rápida [src]
1
$$1$$
A la izquierda y a la derecha [src]
     /   /     2            x*sin(x)\\
     |-8*|1 - x  - cos(x) + --------||
     |   \                     2    /|
 lim |-------------------------------|
x->0+|                4              |
     \               x               /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right)$$
1
$$1$$
= 1
     /   /     2            x*sin(x)\\
     |-8*|1 - x  - cos(x) + --------||
     |   \                     2    /|
 lim |-------------------------------|
x->0-|                4              |
     \               x               /
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right)$$
1
$$1$$
= 1
= 1
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right) = 1$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right) = 1$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right) = 0$$
Más detalles con x→oo
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right) = - 4 \sin{\left(1 \right)} + 8 \cos{\left(1 \right)}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right) = - 4 \sin{\left(1 \right)} + 8 \cos{\left(1 \right)}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(-1\right) 8 \left(\frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} + \left(\left(1 - x^{2}\right) - \cos{\left(x \right)}\right)\right)}{x^{4}}\right) = 0$$
Más detalles con x→-oo
Respuesta numérica [src]
1.0
1.0