Question Number 162643 by tounghoungko last updated on 31/Dec/21
$$\:\:\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \:\left(\sqrt[{\mathrm{3}}]{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:+\:\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{3}−{x}^{\mathrm{2}} }\:\right)\:=? \\ $$
Answered by Ar Brandon last updated on 31/Dec/21
$$\mathscr{L}=\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \left(\sqrt[{\mathrm{3}}]{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}+\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{3}−{x}^{\mathrm{2}} }\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:=\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \centerdot{x}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} \left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} }−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} }\right)\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:=\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}{x}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} }\right)=\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}} \\ $$
Commented by Ar Brandon last updated on 31/Dec/21
$$\mathrm{Can}\:\mathrm{someone}\:\mathrm{please}\:\mathrm{check}.\:\mathrm{I}\:\mathrm{have}\:\mathrm{some}\:\mathrm{doubt}. \\ $$
Commented by MJS_new last updated on 31/Dec/21
$$\mathrm{strange}\:\mathrm{idea},\:\mathrm{not}\:\mathrm{sure}\:\mathrm{if}\:\mathrm{it}\:\mathrm{makes}\:\mathrm{any}\:\mathrm{sense} \\ $$$$\left(\mathrm{but}\:\mathrm{anyway}\:\mathrm{your}\:\mathrm{result}\:\mathrm{is}\:\mathrm{right}\right) \\ $$$${x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \left(\left({x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} −\left({x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \right)=\mathscr{L} \\ $$$${a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} −{b}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} ={c} \\ $$$${a}−{b}−\mathrm{3}{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} {b}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \left({a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} −{b}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} \right)={c}^{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{3}{a}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} {b}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}} {c}={a}−{b}−{c}^{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{27}{abc}^{\mathrm{3}} =\left({a}−{b}−{c}^{\mathrm{3}} \right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{inserting}\:\&\:\mathrm{transforming} \\ $$$${x}^{\mathrm{12}} −\frac{\mathscr{L}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{54}{x}^{\mathrm{10}} −\mathrm{33}{x}^{\mathrm{8}} −\mathrm{12}\mathscr{L}^{\mathrm{3}} {x}^{\mathrm{4}} +\mathscr{L}^{\mathrm{6}} \right)}{\mathrm{27}\mathscr{L}^{\mathrm{3}} −\mathrm{64}}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathscr{L}\neq\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{which}\:\mathrm{means}\:\mathrm{we}\:\mathrm{cannot}\:\mathrm{reach}\:\mathscr{L}=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\:\mathrm{while}\:{x}\in\mathbb{R} \\ $$
Commented by Ar Brandon last updated on 31/Dec/21
$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{for}\:\mathrm{confirming},\:\mathrm{Sir}. \\ $$
Answered by tounghoungko last updated on 31/Dec/21
$$\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \:\left({x}^{\mathrm{2}/\mathrm{3}} \:\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }}\:−{x}^{\mathrm{2}/\mathrm{3}} \:\sqrt[{\mathrm{3}}]{−\frac{\mathrm{3}}{{x}^{\mathrm{2}} }+\mathrm{1}}\:\right) \\ $$$$\:\left[\:\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }\:=\:{y}\:\right] \\ $$$$\:=\:\underset{{y}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}+{y}}−\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}−\mathrm{3}{y}}}{{y}}\:=\:\underset{{y}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\left(\mathrm{1}+\frac{{y}}{\mathrm{3}}\right)−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}{y}}{\mathrm{3}}\right)}{{y}} \\ $$$$=\:\underset{{y}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}{y}}{{y}}\:=\:\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}} \\ $$
Commented by tounghoungko last updated on 31/Dec/21
$$\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \:\left(\sqrt[{\mathrm{3}}]{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:+\:\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{3}−{x}^{\mathrm{2}} }\:\right) \\ $$$$=\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}\:} \left(\sqrt[{\mathrm{3}}]{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:+\sqrt[{\mathrm{3}}]{−\left({x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)}\:\right) \\ $$$$\:=\:\underset{{x}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{4}/\mathrm{3}} \:\left(\sqrt[{\mathrm{3}}]{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\:−\sqrt[{\mathrm{3}}]{{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}}\:\right) \\ $$$$\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:{x}^{\mathrm{2}} \:\left(\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }}\:−\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}}{{x}^{\mathrm{2}} }}\:\right) \\ $$$$\:=\:\underset{{y}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}+{y}}\:−\sqrt[{\mathrm{3}}]{\mathrm{1}−\mathrm{3}{y}}}{{y}} \\ $$$$\:=\:\underset{{y}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\left(\mathrm{1}+\frac{{y}}{\mathrm{3}}\right)−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}{y}}{\mathrm{3}}\right)}{{y}} \\ $$$$\:=\:\underset{{y}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}{y}}{{y}}\:=\:\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 31/Dec/21
$$\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{x}^{\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}} \left\{\left(\mathrm{1}+\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} −\left(^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{3}}\right)\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{3}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \right\}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{x}^{\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}} \left\{\mathrm{x}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} \left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} −\left(^{\mathrm{3}} \sqrt{\mathrm{3}}\right)\mathrm{x}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} \left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \right\} \\ $$$$=\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left\{\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} −\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \right\} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\sim\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} }−\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\right)\right)\:=\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} }\right)=\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow+\infty} \mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}} \\ $$