¿Qué es [math] \ displaystyle \ lim_ {x \ to0} \ frac {1} {x ^ 2} – \ cot ^ 2x [/ math]

Deje L [matemáticas] = \ dfrac {1} {x ^ 2} – \ cot ^ 2 x [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ dfrac {1} {x ^ 2} – \ dfrac {1} {\ tan ^ 2 x} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ dfrac {\ tan ^ 2 xx ^ 2} {x ^ 2 \ tan ^ 2 x} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ left (\ dfrac {\ tan x + x} {x} \ right) \ left (\ dfrac {\ tan xx} {x} \ right) \ left (\ dfrac {1} {\ tan ^ 2 x} \ derecha) [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ left (\ dfrac {\ tan x} {x} +1 \ right) \ left (\ dfrac {\ tan xx} {\ dfrac {(x ^ 3) (\ tan ^ 2 x)} { x ^ 2}} \ right) [/ math]

Ahora la pregunta se convierte

[matemáticas] \ displaystyle \ lim_ {x \ to 0} L = \ displaystyle \ lim_ {x \ to 0} \ left (\ dfrac {\ tan x} {x} +1 \ right) \ left (\ dfrac {\ tan xx} {x ^ 3} \ right) \ left (\ dfrac {x ^ 2} {\ tan ^ 2 x} \ right) [/ math]

Asumiendo que sabes

[matemáticas] \ lim_ {x \ a 0} \ dfrac {\ tan x} {x} = 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ lim_ {x \ a 0} \ izquierda (\ dfrac {\ tan xx} {x ^ 3} \ derecha) = \ dfrac {1} {3} [/ matemáticas]

Tenemos

[matemáticas] Q = \ displaystyle \ lim_ {x \ a 0} L = (1 + 1) \ left (\ dfrac {1} {3} \ right) [/ math] [math] = \ dfrac {2} { 3} [/ matemáticas]

Espero que sea correcto

Para cualquier consulta / pregunta, envíeme un mensaje en cualquier momento

Deje [math] \ displaystyle L = \ lim_ {x \ to 0} \ dfrac {1} {x ^ 2} – \ cot ^ 2 (x) [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ lim_ {x \ a 0} \ dfrac {\ sin ^ 2 (x) – x ^ 2 \ cos ^ 2 (x)} {x ^ 2 \ sin ^ 2 (x)} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle = \ lim_ {x \ a 0} \ dfrac {(1 + x ^ 2) \ sin ^ 2 (x) – x ^ 2} {x ^ 2 \ sin ^ 2 (x)} [/ matemáticas]

En [matemática] x = 0 [/ matemática] el límite [matemática] L [/ matemática] alcanza [matemática] \ dfrac {0} {0} [/ matemática] forma intermedia. Para deshacernos de esta forma intermedia, necesitamos aplicar el método L’Hospital (descubierto por Johann Bernoulli), es decir, diferenciar el numerador y el denominador wrt [math] x [/ math],

[matemáticas] \ displaystyle L = \ lim_ {x \ to 0} \ dfrac {2 (1 + x ^ 2) \ sin (x) \ cos (x) + 2x \ sin ^ 2 (x) – 2x} {2x ^ 2 \ sin (x) \ cos (x) + 2x \ sin ^ 2 (x)} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ lim_ {x \ a 0} \ dfrac {(1 + x ^ 2) \ sin (2x) – 2x \ cos ^ 2 (x)} {x ^ 2 \ sin (2x) + 2x \ sin ^ 2 (x)} [/ matemáticas]

En [math] x = 0 [/ math] el límite [math] L [/ math] alcanza [math] \ dfrac {0} {0} [/ math] forma intermedia nuevamente la aplicación del método L’Hospital nos da,

[matemáticas] \ displaystyle L = \ lim_ {x \ to 0} \ dfrac {2 (1 + x ^ 2) \ cos (2x) + 2x \ sin (2x) – 2 \ cos ^ 2 (x) + 2x \ sin (x) \ cos (x)} {2x ^ 2 \ cos (2x) + 2x \ sin (2x) + 2 \ sin ^ 2 (x) + 4x \ sin (x) \ cos (x)} [/ matemáticas]

Nuevamente, la aplicación del método L’Hospital nos da,

[matemáticas] \ displaystyle L = \ lim_ {x \ to 0} \ dfrac {2 (5 + 2x ^ 2) \ sin (2x) + 12x \ cos (2x)} {- 4x ^ 2 \ sin (2x) + 12x \ cos (2x) + 6 \ sin (2x)} [/ math]

Nuevamente, la aplicación del método L’Hospital nos da,

[matemáticas] \ displaystyle L = \ lim_ {x \ to 0} \ dfrac {4 (8 + 2x ^ 2) \ cos (2x) – 16x \ sin (2x)} {- 8x ^ 2 \ cos (2x) – 32x \ sin (2x) + 24 \ cos (2x)} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica L = \ dfrac {32} {24} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica L = \ dfrac {4} {3} [/ matemáticas]

Es correcto o no

Estoy enviando mi respuesta en 2 imágenes a continuación, por lo que según mi respuesta debería ser 1.

Avísame si estoy haciendo algo mal.