Исследуйте предел lim x->0 (sin x - x + x^3/6)/x^5, предложите подходы (ряд Тейлора, правило Лопиталя) и объясните, почему один из них предпочтительнее

18 Ноя в 17:19
4 +1
0
Ответы
1
Кратко:
1) Ряд Тейлора (предпочтительный способ). Для малых xxx sin⁡x=x−x36+x5120+o(x5)\sin x = x - \dfrac{x^3}{6} + \dfrac{x^5}{120} + o(x^5)sinx=x6x3 +120x5 +o(x5).
Тогда числитель
sin⁡x−x+x36=x5120+o(x5)\sin x - x + \dfrac{x^3}{6} = \dfrac{x^5}{120} + o(x^5)sinxx+6x3 =120x5 +o(x5),
и
lim⁡x→0sin⁡x−x+x3/6x5=1120.\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{\sin x - x + x^3/6}{x^5} = \frac{1}{120}.x0lim x5sinxx+x3/6 =1201 .
2) Правило Лопиталя. Можно применять 5 раз или воспользоваться тем, что для гладкой функции fff lim⁡x→0f(x)x5=f(5)(0)5!\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{x^5}=\frac{f^{(5)}(0)}{5!}x0lim x5f(x) =5!f(5)(0) , если первые четыре производные в нуле равны нулю. Для f(x)=sin⁡x−x+x3/6f(x)=\sin x - x + x^3/6f(x)=sinxx+x3/6 имеем
f(5)(x)=cos⁡xf^{(5)}(x)=\cos xf(5)(x)=cosx, поэтому f(5)(0)=1f^{(5)}(0)=1f(5)(0)=1 и предел равен 15!=1120\dfrac{1}{5!}=\dfrac{1}{120}5!1 =1201 .
Почему ряд Тейлора предпочтительнее: он короче, явно показывает порядок малости и даёт предел сразу; многократное применение Лопиталя громоздко и требует проверки формы 0/00/00/0 на каждом шаге.
18 Ноя в 17:27
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир