AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1980

Условие

Найти предел \(\displaystyle{\lim_{x\to+\infty}\frac{\left(x-\sqrt{x^2-1}\right)^n+\left(x+\sqrt{x^2-1}\right)^n}{x^n}}\), где \(\displaystyle{n}\) – натуральное число.

Решение

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

Ответ:

\(\displaystyle{2^n}\)

Источники задачи

Задачник №5Демидович "Сборник задач и упражнений по математическому анализу"
Раздел №1Введение в анализ
Задача №466