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Raskolnikov
mensaje Feb 12 2008, 02:35 PM
Publicado: #1


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TEX: Calcule:

TEX: $$\lim_{x \rightarrow 0}\frac{a^x-a^{-x}}{1-x-\log_a(a-x)}$$

TEX: (con $a>0$)

TEX: Saludos.

Mensaje modificado por /Sebástian/ el Feb 12 2008, 02:53 PM


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"¿Qué es la vida? Una ilusión,
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mensaje Mar 5 2008, 05:14 PM
Publicado: #2


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yo creo que se puede resolver mediante l'hopital

po que si vemos bien, la parte de ariba, el numerador de la fraccion tiende a 0, y abajo tambien, por lo que es del tipo 0/0

don l'hopital nos dice lo sgte

TEX: $$\lim_{x->a} \dfrac{f(x)}{g(x)}= \lim_{x->a} \dfrac{f'(x)}{g'(x)}$$

si TEX: $f(x)=a^x-a^{-x}$y
TEX: $g(x)=-1-x-log_a(a-x)$
entonces derivando tenemos
TEX: $f'(x)=ln a(a^x+a^{-x})$
TEX: $g'(x)=-1+\frac{1}{(a-x)ln a}$

asi tenemos TEX: $$\lim_{x->0}\frac{a^x+a^{-x}}{-1-x-log_a(a-x)}=\lim_{x->0}\frac{ln a(a^x+a^{-x})}{1+\frac{1}{(a-x)ln a}}$$

como se puede ver f'(0)=2ln(a)
y g'(0)=-1+1/a lna

final mente el limite es TEX: $$\lim_{x->0}\frac{a^x+a^{-x}}{-1-x-log_a(a-x)}=\frac{2 ln a}{-1+\frac{1}{a ln a}}$$

espero q este bien
saludooos

claudio


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Claudio Henriquez Tapia
Ingeniero Civil Matemático UTFSM y Prof. DMAT UTFSM
Candidato a Doctor en Estadística UC. Campus San Joaquin
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Raskolnikov
mensaje Mar 5 2008, 07:15 PM
Publicado: #3


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CITA(2.718281828 @ Mar 5 2008, 06:10 PM) *
yo creo que se puede resolver mediante l'hopital

po que si vemos bien, la parte de ariba, el numerador de la fraccion tiende a 0, y abajo tambien, por lo que es del tipo 0/0

don l'hopital nos dice lo sgte

TEX: $$\lim_{x->a} \dfrac{f(x)}{g(x)}= \lim_{x->a} \dfrac{f'(x)}{g'(x)}$$

si TEX: $f(x)=a^x-a^{-x}$y
TEX: $g(x)=-1-x-log_a(a-x)$
entonces derivando tenemos
TEX: $f'(x)=ln a(a^x+a^{-x})$
TEX: $g'(x)=-1+\frac{1}{(a-x)ln a}$

asi tenemos TEX: $$\lim_{x->0}\frac{a^x+a^{-x}}{-1-x-log_a(a-x)}=\lim_{x->0}\frac{ln a(a^x+a^{-x})}{1+\frac{1}{(a-x)ln a}}$$

como se puede ver f'(0)=2ln(a)
y g'(0)=-1+1/a lna

final mente el limite es TEX: $$\lim_{x->0}\frac{a^x+a^{-x}}{-1-x-log_a(a-x)}=\frac{2 ln a}{-1+\frac{1}{a ln a}}$$

espero q este bien
saludooos

claudio


Salvo un pequeño error de tipeo en un signo, la respuesta está correcta. thumbup.gif

Saludos.


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XaPi
mensaje Mar 5 2008, 07:58 PM
Publicado: #4


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emot-fail.gif emot-fail.gif


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Raskolnikov
mensaje Mar 5 2008, 08:06 PM
Publicado: #5


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CITA(XaPi @ Mar 5 2008, 08:54 PM) *
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Probablemente lo dices por el uso de L'Hôpital, en todo caso, el problema puede seguir abierto en espera de otra solución sin dicho método.

Saludos.


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fs_tol
mensaje Mar 5 2008, 10:48 PM
Publicado: #6


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Como todo límite que se precie, hay una solución sin L'Hôpital:

TEX: \noindent Recordamos que $\lim\limits_{x\to 0}\dfrac{e^x-1}{x} = \lim\limits_{x\to 0}\dfrac{\ln(1+x)}{x} = 1$. Con esto vemos que $\lim\limits_{x\to 0}\dfrac{1-x-\log_a(a-x)}{x} = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{1-\dfrac{\ln(a-x)}{\ln(a)}}{x} - 1 = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{\ln\left(\dfrac{a}{a-x}\right)}{x\cdot \ln(a)} - 1 = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{-\ln\left(\dfrac{a-x}{a}\right)}{x\cdot \ln(a)} - 1 = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{\ln\left(1+\dfrac{-x}{a}\right)}{\left(\dfrac{-x}{a}\right) \cdot a\cdot \ln(a)} - 1=\dfrac{1}{a\cdot \ln(a)}-1$\\<br />\\<br />Ahora vamos al límite original:\\<br />\\<br />$\lim\limits_{x\to 0} \dfrac{a^x-a^{-x}}{1-x-\log_a(a-x)} = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{a^{2x}-1}{a^x\cdot(1-x-\log_a(a-x))}\\<br />= \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{1}{a^x}\cdot \dfrac{a^{2x}-1}{x}\cdot\dfrac{x}{1-x-\log_a(a-x)}\\<br />= \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{1}{a^x}\cdot \dfrac{e^{2x\cdot\ln(a)}-1}{2x\cdot\ln(a)}\cdot 2\ln(a)\cdot\dfrac{x}{1-x-\log_a(a-x)}=1 \cdot 1 \cdot 2\ln(a) \cdot \dfrac{1}{\dfrac{1}{a\cdot\ln(a)}-1}\\<br />= \dfrac{2\ln(a)}{\dfrac{1}{a\cdot\ln(a)}-1}$\\<br />\\<br />Con la condición de que $a>0, a \neq 1, a\cdot\ln(a) \neq 1$

Saludos jpt_chileno.gif

PS: Usar L'Hôpital es como usar clave!


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TEX: $CARITA$
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Raskolnikov
mensaje Mar 5 2008, 10:59 PM
Publicado: #7


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CITA(fs_tol @ Mar 5 2008, 11:44 PM) *
Como todo límite que se precie, hay una solución sin L'Hôpital:

TEX: \noindent Recordamos que $\lim\limits_{x\to 0}\dfrac{e^x-1}{x} = \lim\limits_{x\to 0}\dfrac{\ln(1+x)}{x} = 1$. Con esto vemos que $\lim\limits_{x\to 0}\dfrac{1-x-\log_a(a-x)}{x} = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{1-\dfrac{\ln(a-x)}{\ln(a)}}{x} - 1 = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{\ln\left(\dfrac{a}{a-x}\right)}{x\cdot \ln(a)} - 1 = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{-\ln\left(\dfrac{a-x}{a}\right)}{x\cdot \ln(a)} - 1 = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{\ln\left(1+\dfrac{-x}{a}\right)}{\left(\dfrac{-x}{a}\right) \cdot a\cdot \ln(a)} - 1=\dfrac{1}{a\cdot \ln(a)}-1$\\<br />\\<br />Ahora vamos al límite original:\\<br />\\<br />$\lim\limits_{x\to 0} \dfrac{a^x-a^{-x}}{1-x-\log_a(a-x)} = \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{a^{2x}-1}{a^x\cdot(1-x-\log_a(a-x))}\\<br />= \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{1}{a^x}\cdot \dfrac{a^{2x}-1}{x}\cdot\dfrac{x}{1-x-\log_a(a-x)}\\<br />= \lim\limits_{x\to 0} \dfrac{1}{a^x}\cdot \dfrac{e^{2x\cdot\ln(a)}-1}{2x\cdot\ln(a)}\cdot 2\ln(a)\cdot\dfrac{x}{1-x-\log_a(a-x)}=1 \cdot 1 \cdot 2\ln(a) \cdot \dfrac{1}{\dfrac{1}{a\cdot\ln(a)}-1}\\<br />= \dfrac{2\ln(a)}{\dfrac{1}{a\cdot\ln(a)}-1}$\\<br />\\<br />Con la condición de que $a>0, a \neq 1, a\cdot\ln(a) \neq 1$

Saludos jpt_chileno.gif


Excelente solución. jpt_rezzopapichulo.gif

CITA(fs_tol @ Mar 5 2008, 11:44 PM) *
PS: Usar L'Hôpital es como usar clave!


También estoy de acuerdo.


Creo que el problema ya puede ser pasado a resueltos.

Saludos.


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XaPi
mensaje Mar 6 2008, 05:19 PM
Publicado: #8


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Ves que no era tan dificil? jpt_chileno.gif

Y un detallito... asi pequeñamente infimo, que no viene a empañar el resultado, y solo es para condecorar mi felicidad jpt_chileno.gif

TEX: $\displaystyle\lim_{x\to 0}\dfrac{p^x-1}{x} = \ln(p)$ (y en el caso del ejercicio, $p= a^2$)

Saludos


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mensaje Sep 17 2021, 09:15 PM
Publicado: #9


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CITA(2.718281828 @ Mar 5 2008, 04:14 PM) *
yo creo que se puede resolver mediante l'hopital

po que si vemos bien, la parte de ariba, el numerador de la fraccion tiende a 0, y abajo tambien, por lo que es del tipo 0/0

don l'hopital nos dice lo sgte

TEX: $$\lim_{x->a} \dfrac{f(x)}{g(x)}= \lim_{x->a} \dfrac{f'(x)}{g'(x)}$$

si TEX: $f(x)=a^x-a^{-x}$y
TEX: $g(x)=-1-x-log_a(a-x)$
entonces derivando tenemos
TEX: $f'(x)=ln a(a^x+a^{-x})$
TEX: $g'(x)=-1+\frac{1}{(a-x)ln a}$

asi tenemos TEX: $$\lim_{x->0}\frac{a^x+a^{-x}}{-1-x-log_a(a-x)}=\lim_{x->0}\frac{ln a(a^x+a^{-x})}{1+\frac{1}{(a-x)ln a}}$$

como se puede ver f'(0)=2ln(a)
y g'(0)=-1+1/a lna

final mente el limite es TEX: $$\lim_{x->0}\frac{a^x+a^{-x}}{-1-x-log_a(a-x)}=\frac{2 ln a}{-1+\frac{1}{a ln a}}$$

espero q este bien
saludooos

claudio


Que horrible... usando l'hopital sin saber... me quiero cortar la pija.... y con la redacción que hacia al postear en fotolog... Creo que me voy a hacer una recopilación cringe de mi mismo para morir inmediatamente.

Una solucion con o's:

si TEX: $x$ es pequeño y como[ tex] $a>0$[/tex] el numerador es TEX: $a^x-a^{-x}=2\sinh(\ln a)=2x \ln a+o(x)$

Y en el denominador:

TEX: $1-x-\log_a(a-x)=1-x-\dfrac{\ln (a-x)}{\ln a}=1-x-\dfrac{\ln a-\frac{x}{a}+o(x)}{\ln a}=1-x-1+\frac{1}{\ln a}x+o(x)=x(\frac{1}{\ln a}-1)+o(x)$

La expresión entera es, para x pequeño:

TEX: $$\frac{a^x-a^{-x}}{1-x-\log_a(a-x)}=\frac{2x \ln a+o(x)}{x(\frac{a}{\ln a}-1)+o(x)}=\frac{2 \ln a}{(\frac{1}{a\ln a}-1)}+o(1)$$

Por lo que el limite pedido es TEX: $\dfrac{2 a\ln^2 a}{1-a\ln a}$

Saludos
Claudio.




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Claudio Henriquez Tapia
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Juan Illanes
mensaje Sep 18 2021, 11:57 AM
Publicado: #10


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¿Cómo se caracteriza el crecimiento de una función con O's? ¿Hay que hacer una expansión Taylor y analizar el polinomio que resulta o cómo?


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