Question Number 111498 by bemath last updated on 04/Sep/20
$$\:\:\:\:\:\:\sqrt{\mathrm{bemath}\:} \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right)\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\sqrt[{\mathrm{3}\:}]{\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }\:+\:\mathrm{x}\:? \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{1}} {\mathrm{lim}}\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{sin}\:\pi\mathrm{x}}} \:? \\ $$$$\left(\mathrm{3}\right)\:\underset{\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} } {\int}}\:\mathrm{f}\left(\mathrm{t}\right)\:\mathrm{dt}\:=\:\mathrm{x}\:\mathrm{cos}\:\left(\pi\mathrm{x}\right)\:.\:\mathrm{Find}\:\mathrm{f}\:\left(\mathrm{4}\right). \\ $$
Answered by john santu last updated on 04/Sep/20
$$\:\:{let}\:{x}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{{t}}\rightarrow\begin{cases}{{x}\rightarrow\infty}\\{{t}\rightarrow\mathrm{0}}\end{cases} \\ $$$${L}=\underset{{t}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\sqrt[{\mathrm{3}\:}]{\frac{\mathrm{2}}{{t}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{3}} }}\:+\:\frac{\mathrm{1}}{{t}} \\ $$$${L}=\:\underset{{t}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\sqrt[{\mathrm{3}\:}]{\frac{\mathrm{2}{t}−\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{3}} }}\:+\:\frac{\mathrm{1}}{{t}} \\ $$$${L}\:=\:\underset{{t}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\sqrt[{\mathrm{3}\:}]{\mathrm{2}{t}−\mathrm{1}}+\mathrm{1}}{{t}} \\ $$$${L}=\:\underset{{t}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{2}{t}}{{t}\left[\:\left(\mathrm{2}{t}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{2}{t}−\mathrm{1}\right)+\mathrm{1}\:\right]} \\ $$$${L}=\:\underset{{t}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{2}}{\left(\mathrm{2}{t}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}−\mathrm{2}{t}}\:=\:\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}. \\ $$
Answered by bemath last updated on 04/Sep/20
Commented by bemath last updated on 04/Sep/20
$${typo}\:{in}\:\sqrt[{\mathrm{3}\:}]{{x}}\:{it}\:{should}\:{be}\:\sqrt[{\mathrm{3}\:}]{{x}^{\mathrm{3}} } \\ $$
Answered by john santu last updated on 04/Sep/20
$$\left(\mathrm{2}\right)\mathrm{ln}\:{L}\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{1}} {\mathrm{lim}}\left(\frac{−\mathrm{ln}\:{x}}{\mathrm{sin}\:\pi{x}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\mathrm{ln}\:{L}\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{1}} {\mathrm{lim}}\left(\frac{−\frac{\mathrm{1}}{{x}}}{\pi\:\mathrm{cos}\:\pi{x}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\mathrm{ln}\:{L}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\pi}\:\Rightarrow\:{L}\:=\:{e}^{\frac{\mathrm{1}}{\pi}} =\:\sqrt[{\pi\:}]{{e}}\: \\ $$
Answered by john santu last updated on 04/Sep/20
$$\left(\mathrm{3}\right)\:\frac{{d}}{{dx}}\:\left[\int_{\mathrm{0}} ^{\:\:{x}^{\mathrm{2}} } {f}\left({t}\right)\:{dt}\:\right]\:=\:\frac{{d}}{{dx}}\:\left[{x}\:\mathrm{cos}\:\pi{x}\:\right] \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{2}{x}\:{f}\left({x}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{cos}\:\pi{x}\:−\pi{x}\:\mathrm{sin}\:\pi{x} \\ $$$${put}\:{x}\:=\:\mathrm{2}\: \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{4}{f}\left(\mathrm{4}\right)\:=\:\mathrm{cos}\:\mathrm{2}\pi−\mathrm{2}\pi\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}\pi \\ $$$$\Rightarrow\:{f}\left(\mathrm{4}\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 04/Sep/20
$$\mathrm{let}\:\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=^{\mathrm{3}} \sqrt{−\mathrm{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} }\:+\mathrm{x}\:\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{x}−^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{x}}\right)} \\ $$$$=\mathrm{x}−\mathrm{x}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{x}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \:\sim\mathrm{x}−\mathrm{x}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3x}}\right)\:\:\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\sim\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\:\Rightarrow\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\infty} \mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 04/Sep/20
$$\left.\mathrm{2}\right)\:\mathrm{let}\:\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{sin}\left(\pi\mathrm{x}\right)}} \:\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\mathrm{e}^{\frac{−\mathrm{lnx}}{\mathrm{sin}\left(\pi\mathrm{x}\right)}} \:\:\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{1}} \frac{\mathrm{lnx}}{\mathrm{sin}\left(\pi\mathrm{x}\right)}\:=_{\mathrm{hospital}} \:\:\:\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{1}} \:\:\:\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}\left(\pi\mathrm{cos}\left(\pi\mathrm{x}\right)\right.}\:=−\frac{\mathrm{1}}{\pi}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{1}} \mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{1}}{\pi}} \:=^{\pi} \sqrt{\mathrm{e}} \\ $$
Commented by bobhans last updated on 04/Sep/20
$$\mathrm{typo}\:\mathrm{e}^{−\frac{\mathrm{1}}{\pi}} \:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{e}^{\frac{\mathrm{1}}{\pi}} } \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 04/Sep/20
$$\mathrm{no}\:\mathrm{typo}! \\ $$
Commented by bobhans last updated on 04/Sep/20
$$\mathrm{why}\:?\:\:\mathrm{you}\:\mathrm{got}\:\mathrm{e}^{−\frac{\mathrm{1}}{\pi}} \:?\:\mathrm{it}\:\mathrm{not}\:\mathrm{same}\:\mathrm{to}\: \\ $$$$\sqrt[{\pi\:}]{\mathrm{e}}\:??? \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 04/Sep/20
$$\left.\mathrm{3}\right)\:\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} } \mathrm{f}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{dt}\:=\mathrm{xcos}\left(\pi\mathrm{x}\right)\:\:\mathrm{let}\:\mathrm{derivate}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2xf}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)\:=\mathrm{cos}\left(\pi\mathrm{x}\right)−\pi\mathrm{xsin}\left(\pi\mathrm{x}\right) \\ $$$$\mathrm{x}=\mathrm{2}\:\mathrm{we}\:\mathrm{get}\:\mathrm{4f}\left(\mathrm{4}\right)\:=\mathrm{cos}\left(\mathrm{2}\pi\right)−\mathrm{2}\pi\:\mathrm{sin}\left(\mathrm{2}\pi\right)\:=\mathrm{1}\:\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{4}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}} \\ $$
Answered by Dwaipayan Shikari last updated on 04/Sep/20
$$\underset{{x}\rightarrow\mathrm{1}} {\mathrm{lim}}\left(\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{{sin}\pi{x}}} ={y} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{{sin}\pi{x}}{log}\left(\frac{\mathrm{1}}{{x}}\right)={logy} \\ $$$$\frac{\frac{\mathrm{1}}{{x}}−\mathrm{1}}{{sin}\pi{x}}\:\frac{{log}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{x}}−\mathrm{1}\right)}{\left(\frac{\mathrm{1}}{{x}}−\mathrm{1}\right)}={logy} \\ $$$$\underset{{w}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\frac{\mathrm{1}}{{w}+\mathrm{1}}−\mathrm{1}}{{sin}\left(\pi{w}+\pi\right)}={logy} \\ $$$$\underset{{w}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\frac{−{w}}{{w}+\mathrm{1}}}{−{sin}\pi{w}}={logy} \\ $$$$\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{li}{m}}\:\:\frac{\frac{−{w}}{{w}+\mathrm{1}}}{−{w}\pi}={logy} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\pi}={logy} \\ $$$${y}={e}^{\frac{\mathrm{1}}{\pi}} \\ $$