Question Number 146549 by mathmax by abdo last updated on 13/Jul/21
$$\mathrm{find}\:\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}} \:\frac{\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}−\mathrm{sinx}\right)+\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$
Answered by Olaf_Thorendsen last updated on 14/Jul/21
$$\frac{\mathrm{cos}\left({x}−\mathrm{sin}{x}\right)+\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left({x}^{\mathrm{2}} \right)}{{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\underset{\mathrm{0}} {\sim}\:\frac{\mathrm{cos}\left({x}−{x}+\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\right)+\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\frac{{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}\right)}{{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\underset{\mathrm{0}} {\sim}\:\frac{\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{2}} \right)+\frac{{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}}{{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\underset{\mathrm{0}} {\sim}\:\frac{\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{2}} \right)+\frac{{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}}{{x}^{\mathrm{2}} }\:\underset{\mathrm{0}} {\rightarrow}\:\infty \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 15/Jul/21
$$\mathrm{let}\:\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}−\mathrm{sinx}\right)+\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\mathrm{sinx}\sim\mathrm{x}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\:\Rightarrow\mathrm{x}−\mathrm{sinx}\sim\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\:\Rightarrow\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}−\mathrm{sinx}\right)\sim\mathrm{cos}\left(\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\right) \\ $$$$\sim\mathrm{1}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{6}} }{\mathrm{72}}\:\:\mathrm{and}\:\mathrm{1}−\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)\sim\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}\:\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\sim\frac{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{6}} }{\mathrm{72}}+\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{72}}+\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\rightarrow+\infty \\ $$$$\left(\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}\right)\:\Rightarrow\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}} \mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=+\infty \\ $$