Question Number 126685 by bramlexs22 last updated on 23/Dec/20
$$\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\:{x}\:\sqrt{\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}}}{{x}\:\mathrm{sin}\:{x}}\:=? \\ $$
Answered by liberty last updated on 23/Dec/20
$$\:\left(\ast\right)\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\:{x}\:\sqrt{\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}}}{{x}\:\mathrm{sin}\:{x}}\:= \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} \right)\:\sqrt{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} \right)}}{{x}\left({x}−\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\right)}\:= \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} \right)}{{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}\right)}\:= \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{4}} \right)}{{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}\right)}\:= \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{{x}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} \right)}{{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}\right)}\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}}{\mathrm{1}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}}\:=\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by Dwaipayan Shikari last updated on 23/Dec/20
$$\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{1}−{cos}^{\mathrm{2}} {xcos}\mathrm{2}{x}}{{xsinx}}.\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+{cosx}\sqrt{{cos}\mathrm{2}{x}}}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{sinx}\rightarrow{x} \\ $$$$\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\left(\frac{\left.\mathrm{1}−{cos}^{\mathrm{2}} {x}+\mathrm{2}{cosxsin}^{\mathrm{2}} {x}\right)}{{xsinx}}\right).\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}=\left(\frac{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} }{{x}^{\mathrm{2}} }\right).\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by bramlexs22 last updated on 23/Dec/20
$$\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{−\left(−\mathrm{sin}\:{x}\:\sqrt{\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}}\:+\mathrm{cos}\:{x}\:\left(\frac{−\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}}{\:\sqrt{\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}}}\right)\right)}{\mathrm{sin}\:{x}+{x}\:\mathrm{cos}\:{x}}= \\ $$$$\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}\:+\mathrm{cos}\:{x}\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}}{\:\sqrt{\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}}\:\left(\mathrm{sin}\:{x}+{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\right)}\:= \\ $$$$\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{x}}.\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{cos}\:{x}.\:\frac{\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}}{{x}}}{\mathrm{1}\left(\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{x}}+\mathrm{cos}\:{x}\right)}= \\ $$$$\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}+\mathrm{2cos}\:{x}}{\mathrm{1}+\mathrm{cos}\:{x}}\:=\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 24/Dec/20
$$\mathrm{let}\:\mathrm{L}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{1}−\mathrm{cosx}\sqrt{\mathrm{cos}\left(\mathrm{2x}\right)}}{\mathrm{xsinx}}\:\:\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\mathrm{for}\:\mathrm{x}\sim\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{sinx}\sim\mathrm{x}\:\:\:\:,\:\:\mathrm{cosx}\sim\mathrm{1}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:,\mathrm{cos}\left(\mathrm{2x}\right)\sim\mathrm{1}−\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{and}\sqrt{\mathrm{cos}\left(\mathrm{2x}\right)}\sim\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\sim\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\mathrm{L}\left(\mathrm{x}\right)\sim\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{1}−\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}\right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:\Rightarrow\mathrm{L}\left(\mathrm{x}\right)\sim\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:\Rightarrow\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}} \:\:\mathrm{L}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}} \\ $$