Question Number 141463 by bramlexs22 last updated on 19/May/21
$$\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{2}} \left(\:\sqrt[{\mathrm{7}\:\:}]{\frac{{x}^{\mathrm{3}} +{x}}{{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1}}}\:−\mathrm{cos}\:\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)? \\ $$
Commented by jcarlos last updated on 19/May/21
$$\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{2}} \left(\:\sqrt[{\mathrm{7}\:\:}]{\frac{{x}^{\mathrm{3}} +{x}}{{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1}}}\:−\mathrm{cos}\:\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)? \\ $$
Commented by Adetunji last updated on 19/May/21
$$\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{2}} \left(\:\sqrt[{\mathrm{7}\:\:}]{\frac{{x}^{\mathrm{3}} +{x}}{{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1}}}\:−\mathrm{cos}\:\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)? \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 19/May/21
$$\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left\{\left(\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{x}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} −\mathrm{cos}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\right)\right\}\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\left(\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{x}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{1}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} \:=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{1}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} =\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{x}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }\right)}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }.\frac{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}^{−\mathrm{3}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} \:\sim\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\right)\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }\right)\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }\right)\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} \:=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{5}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{6}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}} \\ $$$$\sim\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{5}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{6}} }\right)\:\:\sim\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7x}^{\mathrm{2}} }\:\:\mathrm{and}\:\mathrm{cos}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\right)\sim\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}!\mathrm{x}^{\mathrm{4}} } \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left\{…..\right\}\:\sim\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7x}^{\mathrm{3}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7x}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7x}^{\mathrm{4}} }−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}!\mathrm{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow+\infty} \mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:=\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{14}} \\ $$$$ \\ $$