Question Number 111960 by john santu last updated on 05/Sep/20
$$\left(\mathrm{1}\right)\underset{{x}\rightarrow\frac{\pi}{\mathrm{4}}} {\mathrm{lim}}\:\mathrm{sin}\:\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}−{x}\right).\mathrm{tan}\:\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\:? \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)\underset{{x}\rightarrow\frac{\pi}{\mathrm{2}}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\pi\left(\pi−\mathrm{2}{x}\right)\mathrm{tan}\:\left({x}−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)}{\mathrm{2}\left({x}−\pi\right)\mathrm{cos}\:^{\mathrm{2}} {x}}\:? \\ $$$$\left(\mathrm{3}\right)\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{3}{x}\left(\mathrm{cos}\:\mathrm{3}{x}−\mathrm{cos}\:\mathrm{7}{x}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}\:−\sqrt{\mathrm{tan}\:\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}}\:? \\ $$$$\left(\mathrm{4}\right)\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}}{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{3}{x}+\mathrm{9}}}\:? \\ $$$$ \\ $$
Answered by bobhans last updated on 05/Sep/20
$$\mathrm{solution}:\: \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right)\:\underset{{x}\rightarrow\frac{\pi}{\mathrm{4}}} {\mathrm{lim}}\:\mathrm{sin}\:\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right).\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)= \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{set}\:\mathrm{x}\:=\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}+\mathrm{z}\:;\:\mathrm{z}\rightarrow\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\underset{\mathrm{z}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{z}.\:\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{z}+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)\:=\:\underset{\mathrm{z}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{z}}{\mathrm{cot}\:\left(\mathrm{z}+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)} \\ $$$$\:\:\underset{\mathrm{z}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{z}}{\mathrm{tan}\:\mathrm{z}}\:=\:\mathrm{1} \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)\underset{{x}\rightarrow\frac{\pi}{\mathrm{2}}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\pi\left(\pi−\mathrm{2x}\right)\:\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)}{\mathrm{2}\left(\mathrm{x}−\pi\right)\mathrm{cos}\:^{\mathrm{2}} \mathrm{x}}\:= \\ $$$$\:\:\mathrm{set}\:\mathrm{x}\:=\:\frac{\pi}{\mathrm{2}}+\mathrm{s}\:,\:\mathrm{s}\rightarrow\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\:\underset{\mathrm{s}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\pi\left(\pi−\pi−\mathrm{2s}\right).\mathrm{tan}\:\mathrm{s}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{s}−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)\mathrm{cos}\:^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{s}+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)}\:= \\ $$$$\:\:\:\underset{\mathrm{s}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{−\mathrm{2}\pi\mathrm{s}.\mathrm{tan}\:\mathrm{s}}{\left(\mathrm{2s}−\pi\right)\mathrm{sin}\:^{\mathrm{2}} \mathrm{s}}\:=\:\frac{−\mathrm{2}\pi}{−\pi}\:=\:\mathrm{2} \\ $$$$\left(\mathrm{3}\right)\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{3x}\left(\mathrm{cos}\:\mathrm{3x}−\mathrm{cos}\:\mathrm{7x}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}\:−\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{tan}\:\mathrm{2x}}}\:= \\ $$$$\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{3x}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{9x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}−\mathrm{1}+\frac{\mathrm{49x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\right)}{\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}{\mathrm{2}}\right)−\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{tan}\:\mathrm{2x}}{\mathrm{2}}\right)}\:= \\ $$$$\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{2}×\mathrm{3x}\left(\mathrm{20x}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{tan}\:\mathrm{2x}\left(\mathrm{cos}\:\mathrm{2x}−\mathrm{1}\right)}\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{60x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{1}−\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}} \\ $$$$\:\:\:=\:−\mathrm{30} \\ $$$$\left(\mathrm{4}\right)\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{3x}+\mathrm{9}}}\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{9}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{3}}\right)}} \\ $$$$\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}{\mathrm{3}\left(\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{3}}}\right)}\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}{\mathrm{3}\left(\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{6}}\right)\right)} \\ $$$$\:\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2x}}{−\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}\right)}\:=\:−\mathrm{4}\: \\ $$