AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1946

Условие

Найти предел \(\displaystyle{\lim_{x\to{0}}\frac{(1+mx)^n-(1+nx)^m}{x^2}}\), где \(\displaystyle{m\in{N}}\), \(\displaystyle{n\in{N}}\).

Решение

Применяя формулу бинома Ньютона, получим:

\[ (1+mx)^n =1+mnx+\frac{(n-1)n}{2}\cdot{n^2x^2}+o\left(x^2\right);\\ (1+nx)^m =1+mnx+\frac{(m-1)m}{2}\cdot{m^2x^2}+o\left(x^2\right). \]

Возвращаясь к исходному пределу, получим:

\[ \lim_{x\to{0}}\frac{(1+mx)^n-(1+nx)^m}{x^2}=\\ =\lim_{x\to{0}}\frac{1+mnx+\frac{(n-1)n}{2}\cdot{n^2x^2}+o\left(x^2\right)-\left(1+mnx+\frac{(m-1)m}{2}\cdot{m^2x^2}+o\left(x^2\right)\right)}{x^2}=\\ =\lim_{x\to{0}}\left(\frac{(n-1)n}{2}\cdot{n^2}+\frac{(m-1)m}{2}\cdot{m^2}+\frac{o\left(x^2\right)}{x^2}\right) =\frac{nm\cdot(n-m)}{2}. \]

Ответ:

\(\displaystyle{\frac{nm\cdot(n-m)}{2}}\)

Источники задачи

Задачник №5Демидович "Сборник задач и упражнений по математическому анализу"
Раздел №1Введение в анализ
Задача №414