AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1173

Условие

Найти предел \(\displaystyle{\lim_{x\to\pm\infty}x\left(\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}-x\sqrt{2}\right)}\).

Решение

Если \(\displaystyle{x\to-\infty}\), то предел равен \(\displaystyle{-\infty}\). Если же \(\displaystyle{x\to+\infty}\), то получим:

\[ \lim_{x\to+\infty}x\left(\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}-x\sqrt{2}\right) =\lim_{x\to+\infty}\frac{x\left(\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}-x\sqrt{2}\right)\left(\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}+x\sqrt{2}\right)}{\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}+x\sqrt{2}}=\\ =\lim_{x\to+\infty}\frac{x\left(\sqrt{x^4+1}-x^2\right)}{\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}+x\sqrt{2}} =\lim_{x\to+\infty}\frac{x\left(\sqrt{x^4+1}-x^2\right)\left(\sqrt{x^4+1}+x^2\right)}{\left(\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}+x\sqrt{2}\right)\left(\sqrt{x^4+1}+x^2\right)}=\\ =\lim_{x\to+\infty}\frac{x}{\left(\sqrt{x^2+\sqrt{x^4+1}}+x\sqrt{2}\right)\left(\sqrt{x^4+1}+x^2\right)} =\lim_{x\to+\infty}\frac{1}{\left(\sqrt{1+\sqrt{1+\frac{1}{x^4}}}+\sqrt{2}\right)\left(\sqrt{x^4+1}+x^2\right)} =0. \]

Ответ:

При \(\displaystyle{x\to-\infty}\) предел равен \(\displaystyle{-\infty}\); при \(\displaystyle{x\to+\infty}\) предел равен 0.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №2Предел. Непрерывность
Параграф №4Нахождение пределов. Сравнение бесконечно малых
Задача №380