Trovare$\lim_{x \to \infty} (x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3})$

Question

$\lim_{x \to \infty} (x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3})$questo limite secondo wolframalpha è uguale a$0$.

Quindi questo è il mio lavoro finora

$\lim_{x \to \infty} (x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3})$l'uscita è$\infty - \infty$che è forma indeterminata.

Quindi, fondamentalmente, ma sullo stesso denominatore:$\frac{1}{3}$ $((3x + 2x^3 - 2(x^2+1)^{\frac{3}{2}})$e girato$2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}$in qualcosa di più facile da lavorare$2\sqrt{x^2+1}+2x^{2}\sqrt{x^2+1}$

ora il limite è$\frac{1}{3} \lim_{x \to \infty} ((3x + 2x^3-2\sqrt{x^2+1} -2x^{2}\sqrt{x^2+1})$ed è qui che sono bloccato a fare il prossimo e ho perso.

Answer 1

$$x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}=\frac{\left(x+\frac{2}{3}x^3\right)^2-\frac{4}{9}(x^2+1)^3}{x + \frac{2x^{3}}{3}+ \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}}=$$ $$=\frac{-\frac{1}{3}x^2-\frac{4}{9}}{x + \frac{2x^{3}}{3}+ \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}}=\frac{-\frac{1}{3x}-\frac{4}{9x^3}}{\frac{1}{x^2} + \frac{2}{3}+ \frac{2(1+\frac{1}{x^2})^{\frac{3}{2}}}{3}}\rightarrow0$$per$x\rightarrow+\infty.$

Answer 2

Innanzitutto, osserva$$3x+2x^3-2(x^2+1)^{3/2}=\frac{3x^2+4}{-3x-2x^3-2\sqrt{x^2+1}-2x^2\sqrt{x^2+1}}.$$La parte superiore è quadratica, mentre la parte inferiore cresce nell'ordine di$x^3$, da cui il limite as$x\to \infty$è zero.

Answer 3

Per approssimazione binomiale

$$(x^2+1)^{\frac{3}{2}}=(x^2)^{\frac{3}{2}}\left(1+\frac1{x^2}\right)^{\frac{3}{2}} = x^3+\frac32 x +O\left(\frac1{x}\right)\implies \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3} = \frac{2x^{3}}{3}+x+O\left(\frac1{x}\right)$$

dunque

$$x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}=O\left(\frac1{x}\right)\to 0$$

Answer 4

Suggerimento:

WLOG$x=\tan y\implies y\to\dfrac\pi2$

$$\dfrac{3\tan y+2\tan^3y-2\sec^3y}3$$

$$=\dfrac{3\sin y\cos^2y+2\sin^3y-2}{3\cos^3y}$$

Il numeratore$$=3(1-\sin^2y)\sin y+2\sin^3y-2=\cdots=(1-\sin y)^2(2\sin y+1)$$

Infine usa$$\dfrac{1-\sin y}{\cos y}=\dfrac{\cos y}{1+\sin y}$$

Answer 5

Dovresti ricordartelo$\sqrt{a}-\sqrt{b}=\frac{a-b}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}$, da$(c-d)(c+d)=c^2-d^2$. Questo dovrebbe aiutarti a semplificare l'espressione con la radice quadrata.

Anche se non capisco come hai ottenuto ciò che hai scritto, da quello che posso vedere dovresti ottenere:

$$ x+ \frac{2x^3}{3}-\frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}=x +\frac{2}{3}\Big( \frac{x^6-(x^2+1)^3}{x^3 +(x^2+1)^{ \frac{3}{2} } } \Big)=x+\frac{2}{3}\frac{-3x^4-3x^2-1}{x^3+(x^2+1)^{ \frac{3}{2} }}$$

Answer 6

$$A=x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}=x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2x^3}{3}\left(1+\frac{1}{x^2}\right)^{3/2}$$Per l'ultimo termine, let$\frac{1}{x^2}=\epsilon$e usa l'espansione binomiale$$(1+\epsilon)^{3/2}=1+\frac{3 \epsilon }{2}+\frac{3 \epsilon ^2}{8}+O\left(\epsilon ^3\right)$$Sostituire$\epsilon$di$\frac{1}{x^2}$produrre$$\left(1+\frac{1}{x^2}\right)^{3/2}=1+\frac{3}{2 x^2}+\frac{3}{8 x^4}+O\left(\frac{1}{x^6}\right)$$ $$A=x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2(x^2+1)^{\frac{3}{2}}}{3}=x + \frac{2x^{3}}{3} - \frac{2x^3}{3}\left(1+\frac{3}{2 x^2}+\frac{3}{8 x^4}+O\left(\frac{1}{x^6}\right)\right)$$ $$A=-\frac{1}{4 x}+O\left(\frac{1}{x^3}\right)$$