Sr Examen

Otras calculadoras:

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

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

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

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x \left(1 - x\right) \left(x + 1\right)^{2} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}\right) = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x \left(1 - x\right) \left(x + 1\right)^{2} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \frac{x \left(1 - x\right) \left(x + 1\right)^{2} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}}{\frac{d}{d x} \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right)}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{- \frac{x^{4} \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \frac{x^{4}}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} - \frac{x^{3} \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} - \frac{4 x^{3} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{x^{3}}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{x^{2} \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} - \frac{3 x^{2} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{x^{2}}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{x \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \frac{2 x \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{x}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{\operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}}{\sin{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(- \frac{- \frac{x^{4} \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \frac{x^{4}}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} - \frac{x^{3} \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} - \frac{4 x^{3} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{x^{3}}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{x^{2} \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} - \frac{3 x^{2} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{x^{2}}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{x \sin{\left(x \right)} \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \frac{2 x \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} - \frac{x}{x^{2} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{\operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}}{\sin{\left(x \right)}}\right)$$
=
$$-\infty$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)
Gráfica
Respuesta rápida [src]
-oo
$$-\infty$$
A la izquierda y a la derecha [src]
     /         2                \
     |x*(1 + x) *(1 - x)*acot(x)|
 lim |--------------------------|
x->0+|        2                 |
     \     cos (x) - cos(x)     /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)$$
-oo
$$-\infty$$
= -475.50017796888
     /         2                \
     |x*(1 + x) *(1 - x)*acot(x)|
 lim |--------------------------|
x->0-|        2                 |
     \     cos (x) - cos(x)     /
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)$$
-oo
$$-\infty$$
= -469.243596679816
= -469.243596679816
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) = -\infty$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) = -\infty$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)$$
Más detalles con x→oo
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) = 0$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right) = 0$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{x \left(x + 1\right)^{2} \left(1 - x\right) \operatorname{acot}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}\right)$$
Más detalles con x→-oo
Respuesta numérica [src]
-475.50017796888
-475.50017796888