Math Problem Statement

реши то, что выделено желтым

реши то, что выделено желтым

Solution

Рассмотрим задачи, выделенные желтым. Их две:

  1. limn(13n+313n10)n3\lim_{n \to \infty} \left(\frac{13n + 3}{13n - 10}\right)^{n - 3}
  2. limx0tan2xsin5x\lim_{x \to 0} \frac{\tan 2x}{\sin 5x}

Перейдем к решению:


Задача 1:

limn(13n+313n10)n3\lim_{n \to \infty} \left(\frac{13n + 3}{13n - 10}\right)^{n - 3}

Решение:

  1. Представим дробь:
    13n+313n10=13n(1+313n)13n(11013n)=1+313n11013n\frac{13n + 3}{13n - 10} = \frac{13n(1 + \frac{3}{13n})}{13n(1 - \frac{10}{13n})} = \frac{1 + \frac{3}{13n}}{1 - \frac{10}{13n}}

  2. Для больших nn, разложим числитель и знаменатель в ряд Тейлора:
    1+313n1,11013n11013n.1 + \frac{3}{13n} \approx 1, \quad 1 - \frac{10}{13n} \approx 1 - \frac{10}{13n}.

    Таким образом, дробь стремится к 1:

  3. Разложим дробь:
    [ \frac{13n + 3}{13n - 10} = \frac{1 + \frac{3}{13n}}{1 - \frac{10}{13n}}$$

    При nn \to \infty:
    1+313n11013n1(дробь стремится к 1).\frac{1 + \frac{3}{13n}}{1 - \frac{10}{13n}} \to 1 \quad \text{(дробь стремится к 1)}.

  4. Теперь рассмотрим показатель степени n3n - 3:
    Используем приближение для экспоненты:
    ln(13n+313n10)ln(1+3+1013n)=ln(1+1313n)1313n.\ln\left(\frac{13n + 3}{13n - 10}\right) \approx \ln\left(1 + \frac{3 + 10}{13n}\right) = \ln\left(1 + \frac{13}{13n}\right) \approx \frac{13}{13n}.

  5. Тогда:
    (n3)ln(13n+313n10)n1313n=1.(n - 3) \ln\left(\frac{13n + 3}{13n - 10}\right) \approx n \cdot \frac{13}{13n} = 1.

  6. Переходя от логарифма к экспоненте, получаем:
    limn(13n+313n10)n3=e1=e.\lim_{n \to \infty} \left(\frac{13n + 3}{13n - 10}\right)^{n - 3} = e^1 = e.

Ответ:
e\boxed{e}


Задача 2:

limx0tan2xsin5x\lim_{x \to 0} \frac{\tan 2x}{\sin 5x}

Решение:

  1. Для малых xx, известно приближение:
    tan2x2x,sin5x5x.\tan 2x \approx 2x, \quad \sin 5x \approx 5x.

  2. Подставляем эти приближения:
    tan2xsin5x2x5x=25.\frac{\tan 2x}{\sin 5x} \approx \frac{2x}{5x} = \frac{2}{5}.

Ответ:
25\boxed{\frac{2}{5}}


Если у вас есть вопросы или требуется больше пояснений, дайте знать!


Дополнительные вопросы для изучения темы:

  1. Как решать пределы, содержащие степени и дроби, без разложения?
  2. Что такое разложение Тейлора, и где его удобно применять?
  3. Чем отличается приближение tanxx\tan x \approx x от точного значения?
  4. Как найти пределы для сложных экспоненциальных выражений?
  5. Почему приближение синуса и тангенса для малых xx работает?

Совет:
При работе с пределами всегда проверяйте, есть ли возможность упростить выражение через разложения в ряд или асимптотическое приближение.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Limits
Exponential Functions
Trigonometric Functions

Formulas

Limit as n approaches infinity: lim (f(n))
Exponential approximation: (1 + x)^n ≈ e^(nx) for small x
Small angle approximations: tan(x) ≈ x and sin(x) ≈ x for x → 0

Theorems

L'Hopital's Rule
Taylor Series Expansion
Limit properties

Suitable Grade Level

Undergraduate Mathematics or Advanced High School (Grades 11-12)