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Es este límite evaluación correcta?

En tratando de dar el OP primaria respuesta a esta pregunta, he hecho algunos más errores estúpidos. Me siento terrible por dar una respuesta incorrecta (en lugar de un complicado pero correcta).

He ideado una nueva prueba, y quería comprobarlo antes de editar mi respuesta. ¿Todo el mundo como el siguiente (bastante bien)?


Afirmación: $$\lim_{x \to 0^+} \frac{x^{x^x}}{x} = 1$$

Prueba: pasamos a la sesión del límite.

$$\log\left(\lim_{x \to 0^+} \frac{x^{x^x}}{x}\right) = \lim_{x \to 0^+} \log\left(\frac{x^{x^x}}{x}\right) = \lim_{x \to 0^+} \frac{\log(x)}{\frac{1}{x^x - 1}}$$

Utilizamos L'Hospital de la regla, y reorganizar:

$$\lim_{x \to 0^+} \frac{\log(x)}{\frac{1}{x^x - 1}} = \lim_{x \to 0^+} \frac{\frac{1}{x}}{\frac{-x^x(\log(x) + 1)}{(x^x - 1)^2}} = \lim_{x \to 0^+} \frac{- (x^x - 1)^2}{x^{x}(x\log(x) + x)} = \left( \lim_{x \to 0^+} \frac{-(x^x - 1)}{x^x} \right) \left( \lim_{x \to 0^+} \frac{(x^x - 1)}{x\log(x) + x} \right) $$

a condición de que ambos de estos últimos existen límites; pero (de nuevo, con L'Hospital de la 2ª límite) vemos que

$$\lim_{x \to 0^+} \frac{-(x^x - 1)}{x^x} = \frac{0}{1} = 0,$$

$$\lim_{x \to 0^+} \frac{(x^x - 1)}{x\log(x) + x} = \lim_{x \to 0^+} \frac{x^x(\log(x)+1)}{(1+ \log(x)) + (1)} = \left( \lim_{x \to 0^+} \frac{x^x(\log(x)+2)}{( \log(x)) + 2)} - \lim_{x \to 0^+} \frac{x^x}{(\log(x)) + 2)} \right) = 1,$$

y, por tanto,$\displaystyle\log\left(\lim_{x \to 0^+} \frac{x^{x^x}}{x}\right) = 0$.

La evaluación de ambos lados por $\exp(x)$, por tanto, indica que el $\displaystyle\lim_{x \to 0^+} \frac{x^{x^x}}{x} = 1$.

4voto

Post No Bulls Puntos 4750

La prueba es correcta, pero trabajó muy duro. Más corto de la prueba: $$\log \frac{x^{x^x}}{x}=\log x^{x^x-1}=(x^x-1)\log x=(e^{x\log x}-1)\log x\tag{1}$$ Recordemos que $\lim_{t\to 0}(e^t-1)/t =1$. Desde $x\log x\to 0$$x\to 0$, se deduce que $$\lim_{x\to 0^+} \frac{e^{x\log x}-1}{x\log x}=1$$ Reescribir (1) como $$ \left( \frac{e^{x\log x}-1}{x\log x}\right) \cdot (x\log^2x) $$ vemos que el primer factor tiende a $1$, mientras que el segundo tiende a $0$. Por lo tanto, el límite de (1) es $0$, y el límite de$\frac{x^{x^x}}{x}$$1$.

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