Sr Examen

Otras calculadoras:

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

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

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

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(x^{2} + \sin{\left(x \right)} - \tan{\left(x \right)}\right) = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- x \cos{\left(x \right)} + x\right) = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x^{2} + \sin{\left(x \right)} - \tan{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(x^{2} + \sin{\left(x \right)} - \tan{\left(x \right)}\right)}{\frac{d}{d x} \left(- x \cos{\left(x \right)} + x\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 x + \cos{\left(x \right)} - \tan^{2}{\left(x \right)} - 1}{x \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} + 1}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(2 x + \cos{\left(x \right)} - \tan^{2}{\left(x \right)} - 1\right)}{\frac{d}{d x} \left(x \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} + 1\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{- \sin{\left(x \right)} - 2 \tan^{3}{\left(x \right)} - 2 \tan{\left(x \right)} + 2}{x \cos{\left(x \right)} + 2 \sin{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \left(- \sin{\left(x \right)} - 2 \tan^{3}{\left(x \right)} - 2 \tan{\left(x \right)} + 2\right)}{\frac{d}{d x} \left(x \cos{\left(x \right)} + 2 \sin{\left(x \right)}\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{- \cos{\left(x \right)} - 6 \tan^{4}{\left(x \right)} - 8 \tan^{2}{\left(x \right)} - 2}{- x \sin{\left(x \right)} + 3 \cos{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{- \cos{\left(x \right)} - 6 \tan^{4}{\left(x \right)} - 8 \tan^{2}{\left(x \right)} - 2}{- x \sin{\left(x \right)} + 3 \cos{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$\infty$$
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
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right) = \infty$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right)$$
Más detalles con x→oo
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right) = - \frac{- \tan{\left(1 \right)} + \sin{\left(1 \right)} + 1}{-1 + \cos{\left(1 \right)}}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right) = - \frac{- \tan{\left(1 \right)} + \sin{\left(1 \right)} + 1}{-1 + \cos{\left(1 \right)}}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right)$$
Más detalles con x→-oo
Respuesta rápida [src]
oo
$$\infty$$
A la izquierda y a la derecha [src]
     / 2                  \
     |x  - tan(x) + sin(x)|
 lim |--------------------|
x->0+\   x*(1 - cos(x))   /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right)$$
oo
$$\infty$$
= 301.001089135681
     / 2                  \
     |x  - tan(x) + sin(x)|
 lim |--------------------|
x->0-\   x*(1 - cos(x))   /
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\left(x^{2} - \tan{\left(x \right)}\right) + \sin{\left(x \right)}}{x \left(1 - \cos{\left(x \right)}\right)}\right)$$
-oo
$$-\infty$$
= -303.001118374678
= -303.001118374678
Respuesta numérica [src]
301.001089135681
301.001089135681