Question Number 143462 by Willson last updated on 14/Jun/21
$$\underset{{x}\rightarrow\mathrm{1}} {\mathrm{lim}}\:\:\:\frac{{x}−\mathrm{1}}{{ln}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}−{x}}\right)}\:=\:??? \\ $$
Answered by Dwaipayan Shikari last updated on 14/Jun/21
$$\underset{{x}\rightarrow\mathrm{1}} {\mathrm{lim}}\frac{{x}−\mathrm{1}}{{log}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}−{x}}\right)}=\underset{{z}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{{z}}{{log}\left(\frac{\mathrm{1}+{z}}{\mathrm{1}−{z}}\right)}=\frac{{z}}{\mathrm{2}\left({z}+\frac{{z}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}+..\right)}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$${log}\left(\frac{\mathrm{1}+{z}}{\mathrm{1}−{z}}\right)={z}−\frac{{z}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\frac{{z}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}−..+\left({z}+\frac{{z}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+..\right)=\mathrm{2}\left({z}+\frac{{z}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}+..\right) \\ $$
Answered by mnjuly1970 last updated on 14/Jun/21
$$\:{solution}: \\ $$$$\:\:\:\:\:\Phi:={lim}_{{x}\rightarrow\mathrm{1}} \frac{{x}−\mathrm{1}}{{ln}\left(\frac{{x}}{\mathrm{2}−{x}}\right)}\overset{\langle{x}−\mathrm{1}=\:{t}\:\rangle} {=}{lim}_{{t}\rightarrow\mathrm{0}} \left(\frac{{t}}{{ln}\left(\frac{{t}+\mathrm{1}}{\mathrm{1}−{t}}\right)}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\::={lim}_{{t}\rightarrow\mathrm{0}} \left(\frac{{t}}{{ln}\left(\mathrm{1}+{t}\right)−{ln}\left(\mathrm{1}−{t}\right)}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\::={lim}_{{t}\rightarrow\mathrm{0}} \left(\frac{{t}}{{t}−\frac{{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+…−\left(−{t}−\frac{{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}…\right)}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\::\approx{lim}_{{t}\rightarrow\mathrm{0}} \frac{{t}}{\mathrm{2}{t}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:………\:\:\:\Phi:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 14/Jun/21
$$\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{log}\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}−\mathrm{x}}\right)}\:\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{logx}−\mathrm{log}\left(\mathrm{2}−\mathrm{x}\right)} \\ $$$$\mathrm{changement}\:\mathrm{x}−\mathrm{1}=\mathrm{t}\:\mathrm{give}\:\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{log}\left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)−\mathrm{log}\left(\mathrm{2}−\mathrm{t}−\mathrm{1}\right)}=\Psi\left(\mathrm{t}\right)\:\:\left(\mathrm{t}\rightarrow\mathrm{0}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{log}\left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)−\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{t}\right)} \\ $$$$\mathrm{log}^{'} \left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{t}}=\mathrm{1}−\mathrm{t}\:+\mathrm{o}\left(\mathrm{t}\right)\:\Rightarrow\mathrm{log}\left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)=\mathrm{t}−\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:+\mathrm{o}\left(\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \right)\:\mathrm{also} \\ $$$$\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{t}\right)=−\mathrm{t}−\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\mathrm{o}\left(\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \right)\:\Rightarrow \\ $$$$\Psi\left(\mathrm{t}\right)\sim\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{t}−\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\mathrm{t}+\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}}=\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{2t}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow\mathrm{lim}_{\mathrm{t}\rightarrow\mathrm{0}} \Psi\left(\mathrm{t}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{1}} \mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$