Cómo demostrar [matemáticas] \ lim \ limits_ {x \ to0} \ frac {\ int_0 ^ x (xt) \ sin (t ^ 2) dt} {x \ sin ^ 3 (x)} = \ frac1 {12} [/matemáticas]

Esta es una buena pregunta. El truco aquí es aplicar la FTC y la Regla de l’Hopital, aunque de manera repetitiva.

[matemáticas] \ lim_ {x \ rightarrow 0} \ frac {\ int_ {0} ^ {x} (xt) \ sin (t ^ 2) \; dt} {x \ sin ^ 3 (x)} \\ = \ lim \ frac {(xx) \ sin (x ^ 2) + \ int_ {0} ^ {x} ((xt) \ sin (t ^ 2 )) ‘\; dt} {(x \ sin ^ 3 (x)) ‘} \\ [/ math]

[matemáticas] = \ lim \ frac {\ int_ {0} ^ {x} \ sin (t ^ 2) \; dt} {\ sin ^ 3 (x) + 3x \ sin ^ 2 (x) \ cos (x)} \\ [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ lim \ frac {\ sin (x ^ 2)} {3 \ sin ^ 2 (x) \ cos (x) + 3 \ sin ^ 2 (x) \ cos (x) + 6x \ sin ( x) \ cos ^ 2 (x) – 3x \ sin ^ 3 (x)} \\ [/ math]

[matemática] = \ lim \ frac {x ^ 2 + \ matemática {O} (x ^ 6)} {12x ^ 2 + \ matemática {O} (x ^ 3)} \\ [/ matemática]

[matemáticas] = 1/12, [/ matemáticas]

como se desee. Podría, alternativamente, dividir entre [matemáticas] x ^ 2 [/ matemáticas] tanto en numerador como en denominador en el último paso y el resultado se deducirá del hecho de que [matemáticas] \ lim_ {x \ rightarrow 0} \ frac {\ sin (x)} {x} = 1. [/ matemáticas]