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Calcular

Calcular $$ \lim _{x \to 0}\frac{\int_{0}^{\sin\left(x\right)} \,\sqrt{\,\tan\left(t\right)\,}\,\mathrm{d}t} {\int_{0}^{\tan\left(x\right)}\,\sqrt{\,\sin\left(t\right)\,}\, \mathrm{d}t} $$


Tengo un problema con esta tarea, ya que mi primera idea fue la de calcular $\int_{0}^{\sin\left(x\right)} \,\sqrt{\,\tan\left(t\right)\,}\,\mathrm{d}t$ and $\int_{0}^{\tan\left(x\right)}\,\sqrt{\,\sin\left(t\right)\,}\, \mathrm{d}t$ and then calculate $\lim$. Sin embargo, este cálculo es muy largo y creo que el autor de esta tarea quería utilizar algunos trucos para no contar esto.

Tiene algunas ideas ?.

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DonAntonio Puntos 104482

Consejos:

Primero, debería ser

PS

Observe que ambos integrands son funciones continuas y, por lo tanto, sus integrales son funciones diferenciables del límite superior ...

Use ahora L'Hospital (¿por qué puede hacerlo?), Y por ejemplo en el numerador, obtenga $$\;\lim_{x\to0}\frac{\int\limits_0^{\sin x}\sqrt{\tan t}\,dt}{\int\limits_0^{\tan x}\sqrt{\sin t}\,dt}$ ... y continúe.

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Vizag Puntos 11

Vamos a utilizar Lebnitz y la regla de L'Hospital.

$$\lim _{x \rightarrow 0} \frac{\int _{0}^{\sin x} \sqrt{\tan x} dx}{\int _{0}^{\tan x} \sqrt{\sin x} dx}$$

$$= \lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{\tan(\sin x)} \cos x}{\sqrt{\sin(\tan x)} \sec^2 x}$$

$$=\lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{\tan(\sin x)}}{\sqrt{\sin(\tan x)}}$$

Debido a $\cos x \to 1$ como $x \to 0$.

Ahora sólo para hacer la vida más simple, vamos a calcular el límite de la plaza de la expresión y, a continuación, vamos a tomar la raíz cuadrada positiva de que el resultado en la final. Así que, esencialmente, vamos a calcular:

$$\lim_{x \to 0} \frac{\tan(\sin x)}{\sin(\tan x)}$$

Ahora ya los dos siguientes identidades: se

$$\lim_{t \to 0} \frac{\sin t}{t} = 1 \quad (1)$$ $$\lim_{t \to 0} \frac{\tan t}{t} = 1 \quad (2)$$

Vamos a multiplicar por $\sin x$ e $\tan x$.

$$=\lim_{x \to 0} \frac{\tan(\sin x) \tan x \times \sin x}{\sin(\tan x) \tan x \times \sin x}$$

El uso de $(1)$ e $(2)$, obtenemos

$$=\lim_{x \to 0} \frac{\tan(\sin x) \tan x \times \sin x}{\sin(\tan x) \tan x \times \sin x}$$ $$=\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{\tan x}$$ $$=1$$

Ahora ya hemos calculado el límite de la plaza, tenemos que tomar la raíz cuadrada positiva (aunque intrascendente).

Respuesta Final: $1$.

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Tim Almond Puntos 1887

Para los pequeños% #% #%,% $x$, por lo que el numerador y el denominador son cada asintóticamente$\sin x\sim\tan x\sim x$$$\int_0^x\sqrt{t}dt=\frac23 x^{3/2},$ 1 $.

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