AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №2040

Условие

Найти предел \(\displaystyle{\lim_{x\to+\infty}\frac{x^{\ln{x}}}{(\ln{x})^x}}\)

Решение

\[ \frac{x^{\ln{x}}}{(\ln{x})^x} =\frac{e^{\ln^2{x}}}{e^{x\ln\ln{x}}} =e^{\ln^2{x}-x\ln\ln{x}} \]

Рассмотрим вспомогательный предел:

\[ \lim_{x\to+\infty}\frac{\ln^2{x}}{x} =\left[\frac{\infty}{\infty}\right] =\lim_{x\to+\infty}\frac{\left(\ln^2{x}\right)'}{(x)'} =\lim_{x\to+\infty}\frac{2\ln{x}}{x} =\left[\frac{\infty}{\infty}\right] =\lim_{x\to+\infty}\frac{\left(2\ln{x}\right)'}{(x)'} =\lim_{x\to+\infty}\frac{2}{x} =0. \]

Так как при \(\displaystyle{x\to+\infty}\) имеем \(\displaystyle{\ln\ln{x}\to+\infty}\), то получим:

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

Следовательно, \(\displaystyle{\lim_{x\to+\infty}e^{e^{\ln^2{x}-x\ln\ln{x}}}=0}\).

Ответ:

0

Источники задачи

Задачник №5Демидович "Сборник задач и упражнений по математическому анализу"
Раздел №2Дифференциальное исчисление функций одной переменной
Задача №1368
Пункт №2