Раскрытие неопределенностей

Правило Лопиталя

Д1342 Определить значение выражения $$ \lim_{x\to +0} x^x. $$

Заметим, что $$ \lim_{x\to +0} x^x = \lim_{x\to +0} e^{x\ln{x}}. $$ В силу непрерывности функции $e^x$ достаточно найти предел $$ \lim_{x\to +0} x\ln{x}. $$ Для того, чтобы воспользоваться правилом Лопиталя, перепишем его в виде $$ \lim_{x\to +0} x\ln{x}=\lim_{x\to +0} \frac{\ln{x}}{\frac{1}{x}}. $$ Тогда $$ \lim_{x\to +0} \frac{\ln{x}}{\frac{1}{x}}=\lim_{x\to +0} \frac{\frac{1}{x}}{-\frac{1}{x^2}} =-\lim_{x\to +0} x=0. $$ Следовательно, Заметим, что $$ \lim_{x\to +0} x^x = e^0=1. $$

Раскрытие неопределенностей с помощью формулы Тейлора

Д1400 Используя локальное разложение в окрестности нуля $$ (1+x)^{\alpha}=1+\alpha x + \frac{\alpha(\alpha-1)}{2!}x^2+\ldots+\frac{\alpha(\alpha-1)\ldots(\alpha-n+1)}{n!}x^n+o(x^n), $$ вычислить предел $$ L=\lim_{x\to +\infty} x^{\frac{3}{2}}\left( \sqrt{x+1}+\sqrt{x-1}-2\sqrt{x} \right). $$ Запишем $$ L=\lim_{x\to +\infty} x^{2}\left( \sqrt{1+\frac{1}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}-2 \right)= $$ $$ =\lim_{x\to +\infty} x^{2}\left[ 1+\frac{1}{2x}-\frac{1}{8x^2}+o\left(\frac{1}{x^2}\right)+ 1-\frac{1}{2x}-\frac{1}{8x^2}+o\left(\frac{1}{x^2}\right)-2 \right]= $$ $$ =\lim_{x\to +\infty} \frac{ -\frac{1}{4x^2}+o\left(\frac{1}{x^2}\right) }{\frac{1}{x^2}} =\lim_{x\to +\infty} \left[ -\frac{1}{4}+\frac{o\left(\frac{1}{x^2}\right) }{\frac{1}{x^2}} \right]
=-\frac{1}{4}. $$

Домашняя работа

  1. Д1327-30, Д1332-33, Д1338-39, Д1348, Д1350.
  2. Д1401-1406а.