Sr Examen

Otras calculadoras:

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

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     / 3/4                  \
     |2   *(-1 + x + cos(x))|
 lim |----------------------|
x->0+|              /  ___\ |
     |   4 ___     2|\/ x | |
     | 2*\/ x *atan |-----| |
     \              \  2  / /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
Limit((2^(3/4)*(-1 + x + cos(x)))/(((2*x^(1/4))*atan(sqrt(x)/2)^2)), x, 0)
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
0/0,

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(x + \cos{\left(x \right)} - 1\right)}{2 \sqrt[4]{x}}\right) = 0$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to 0^+} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)} = 0$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
=
Introducimos una pequeña modificación de la función bajo el signo del límite
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(x + \cos{\left(x \right)} - 1\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\frac{d}{d x} \frac{2^{\frac{3}{4}} \left(x + \cos{\left(x \right)} - 1\right)}{2 \sqrt[4]{x}}}{\frac{d}{d x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 \sqrt{x} \left(\frac{x}{4} + 1\right) \left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(1 - \sin{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x}} - \frac{2^{\frac{3}{4}} \left(x + \cos{\left(x \right)} - 1\right)}{8 x^{\frac{5}{4}}}\right)}{\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 \sqrt{x} \left(- \frac{2^{\frac{3}{4}} \sin{\left(x \right)}}{2 \sqrt[4]{x}} + \frac{3 \cdot 2^{\frac{3}{4}}}{8 \sqrt[4]{x}} - \frac{2^{\frac{3}{4}} \cos{\left(x \right)}}{8 x^{\frac{5}{4}}} + \frac{2^{\frac{3}{4}}}{8 x^{\frac{5}{4}}}\right)}{\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2 \sqrt{x} \left(- \frac{2^{\frac{3}{4}} \sin{\left(x \right)}}{2 \sqrt[4]{x}} + \frac{3 \cdot 2^{\frac{3}{4}}}{8 \sqrt[4]{x}} - \frac{2^{\frac{3}{4}} \cos{\left(x \right)}}{8 x^{\frac{5}{4}}} + \frac{2^{\frac{3}{4}}}{8 x^{\frac{5}{4}}}\right)}{\operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
=
$$\infty$$
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]
     / 3/4                  \
     |2   *(-1 + x + cos(x))|
 lim |----------------------|
x->0+|              /  ___\ |
     |   4 ___     2|\/ x | |
     | 2*\/ x *atan |-----| |
     \              \  2  / /
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
oo
$$\infty$$
= 11.7648202816676
     / 3/4                  \
     |2   *(-1 + x + cos(x))|
 lim |----------------------|
x->0-|              /  ___\ |
     |   4 ___     2|\/ x | |
     | 2*\/ x *atan |-----| |
     \              \  2  / /
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
        /    3/4\
-oo*sign\(-2)   /
$$- \infty \operatorname{sign}{\left(\left(-2\right)^{\frac{3}{4}} \right)}$$
= (22.9136960783666 - 22.9136960783666j)
= (22.9136960783666 - 22.9136960783666j)
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to 0^-}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right) = \infty$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right) = \infty$$
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
Más detalles con x→oo
$$\lim_{x \to 1^-}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right) = \frac{2^{\frac{3}{4}} \cos{\left(1 \right)}}{2 \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)}}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right) = \frac{2^{\frac{3}{4}} \cos{\left(1 \right)}}{2 \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{1}{2} \right)}}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{2^{\frac{3}{4}} \left(\left(x - 1\right) + \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt[4]{x} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\sqrt{x}}{2} \right)}}\right)$$
Más detalles con x→-oo
Respuesta numérica [src]
11.7648202816676
11.7648202816676