Question Number 169711 by mnjuly1970 last updated on 06/May/22
$$ \\ $$$$\:\:\:\:{prove}\:{that}: \\ $$$$\:\: \\ $$$$\:\:{lim}_{\:{x}\:\rightarrow\:\mathrm{0}} \left(\:\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\:\mathrm{2}} }\:\:−\:\frac{{e}^{\:{x}} }{\left({e}^{\:{x}} −\mathrm{1}\:\right)^{\:\mathrm{2}} }\:\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\: \\ $$
Commented by infinityaction last updated on 06/May/22
$${i}\:{think}\:{question}\:{is}\:{wrong} \\ $$
Commented by cortano1 last updated on 07/May/22
$${no}.\:{the}\:{question}\:{right} \\ $$
Commented by infinityaction last updated on 07/May/22
$${thank}\:{you}\:{sir}\: \\ $$$${got}\:{my}\:{mistake} \\ $$
Answered by qaz last updated on 07/May/22
$$\mathrm{L}=\underset{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\left(\mathrm{e}^{\mathrm{x}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\right)=\underset{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{2x}} −\mathrm{2e}^{\mathrm{x}} +\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} } \\ $$$$\mathrm{e}^{\mathrm{2x}} −\mathrm{2e}^{\mathrm{x}} +\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \mathrm{e}^{\mathrm{x}} \\ $$$$=\left(\mathrm{1}+\mathrm{2x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{2x}\right)^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}\left(\mathrm{2x}\right)^{\mathrm{3}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{24}}\left(\mathrm{2x}\right)^{\mathrm{4}} +…\right)−\mathrm{2}\left(\mathrm{1}+\mathrm{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}\mathrm{x}^{\mathrm{3}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{24}}\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +…\right)+ \\ $$$$\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}+\mathrm{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +…\right) \\ $$$$=\left(\frac{\mathrm{16}}{\mathrm{24}}−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{24}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +…=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}}\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{o}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{4}} \right) \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{L}=\underset{\mathrm{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\frac{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}}\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{o}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{4}} \right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}} \\ $$
Answered by cortano1 last updated on 07/May/22
$$\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\left({e}^{{x}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} {e}^{{x}} }{{x}^{\mathrm{2}} \left({e}^{{x}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\: \\ $$$$\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\left(\mathrm{1}+{x}+\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}+{O}\left({x}^{\mathrm{3}} \right)−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}+{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}{x}^{\mathrm{3}} +{O}\left({x}^{\mathrm{3}} \right)\right)}{{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}+{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}{x}^{\mathrm{3}} +{O}\left({x}^{\mathrm{3}} \right)−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}{x}^{\mathrm{3}} +…−\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}^{\mathrm{3}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{4}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}{x}^{\mathrm{5}} +…\right)}{{x}^{\mathrm{2}} \left({x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}{x}^{\mathrm{3}} +…\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\:=\:\underset{{x}\rightarrow\mathrm{0}} {\mathrm{lim}}\:\frac{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}}{x}^{\mathrm{4}} +{O}\left({x}^{\mathrm{5}} \right)}{{x}^{\mathrm{4}} +{O}\left({x}^{\mathrm{5}} \right)}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}} \\ $$