Sr Examen

Otras calculadoras:

Límite de la función x*(-atan(4*x)+atan(2*x))

cuando
v

Para puntos concretos:

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
 lim (x*(-atan(4*x) + atan(2*x)))
x->oo                            
$$\lim_{x \to \infty}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right)$$
Limit(x*(-atan(4*x) + atan(2*x)), x, oo, dir='-')
Método de l'Hopital
Tenemos la indeterminación de tipo
oo/-oo,

tal que el límite para el numerador es
$$\lim_{x \to \infty} x = \infty$$
y el límite para el denominador es
$$\lim_{x \to \infty} \frac{1}{\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}} = -\infty$$
Vamos a probar las derivadas del numerador y denominador hasta eliminar la indeterminación.
$$\lim_{x \to \infty}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\frac{d}{d x} x}{\frac{d}{d x} \frac{1}{\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{atan}^{2}{\left(2 x \right)} - 2 \operatorname{atan}{\left(2 x \right)} \operatorname{atan}{\left(4 x \right)} + \operatorname{atan}^{2}{\left(4 x \right)}}{\frac{4}{16 x^{2} + 1} - \frac{2}{4 x^{2} + 1}}\right)$$
=
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{atan}^{2}{\left(2 x \right)} - 2 \operatorname{atan}{\left(2 x \right)} \operatorname{atan}{\left(4 x \right)} + \operatorname{atan}^{2}{\left(4 x \right)}}{\frac{4}{16 x^{2} + 1} - \frac{2}{4 x^{2} + 1}}\right)$$
=
$$- \frac{1}{4}$$
Como puedes ver, hemos aplicado el método de l'Hopital (utilizando la derivada del numerador y denominador) 1 vez (veces)
Gráfica
Otros límites con x→0, -oo, +oo, 1
$$\lim_{x \to \infty}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right) = - \frac{1}{4}$$
$$\lim_{x \to 0^-}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right) = 0$$
Más detalles con x→0 a la izquierda
$$\lim_{x \to 0^+}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right) = 0$$
Más detalles con x→0 a la derecha
$$\lim_{x \to 1^-}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right) = - \operatorname{atan}{\left(4 \right)} + \operatorname{atan}{\left(2 \right)}$$
Más detalles con x→1 a la izquierda
$$\lim_{x \to 1^+}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right) = - \operatorname{atan}{\left(4 \right)} + \operatorname{atan}{\left(2 \right)}$$
Más detalles con x→1 a la derecha
$$\lim_{x \to -\infty}\left(x \left(\operatorname{atan}{\left(2 x \right)} - \operatorname{atan}{\left(4 x \right)}\right)\right) = - \frac{1}{4}$$
Más detalles con x→-oo
Respuesta rápida [src]
-1/4
$$- \frac{1}{4}$$