Ако се заменом вредности x0 (односно ако x→∞) у функцију f(x) добије неодређеност облика 00 или ∞∞, тада се израчунавање граничне вредности x→∞limf(x)) могу применити следећа правила:
Нека су функције f и g дефинисане и диференцијабилне у околини U(x0) или U(x0)\{x0}. Нека је
x→x0limf(x)=x→x0limg(x)=0
и g‘(x)=0,x∈U(x0)\{x0}. Ако је тада
x→x0limg‘(x)f‘(x)=A,
онда је
x→x0limg(x)f(x)=A
Исти закључак важи када је
x→x0limf(x)=x→x0limg(x)=∞,
а такође и када x→x0±0,
Нека су функције f и g диференцијабилне за ∣x∣>a,a>0 и
x→∞limf(x)=x→∞limg(x)=0
и
x→∞limg(x)=0.
Ако је тада
x→∞limg‘(x)f‘(x)=A,
онда је
x→∞limg(x)f(x)=A
Исти закључак важи и када је
x→∞limf(x)=x→∞limg(x)=∞.
Применом Лопиталовог правила могу се наћи граничне вредности неодређених израза ′′00′′,′′∞∞′′,′′0⋅∞′′,′′∞−∞′′,′′00′′,′′∞0′′,′′1∞′′.
Облици ′′0⋅∞′′ и ′′∞−∞′′ најпре се трансформишу у разломке облика ′′00′′ или ′′∞∞′′, па се онда примени Лопиталово правило, а изрази ′′00′′, ′′∞0′′ и ′′1∞′′ се претходно логоритмују, нађе се гранична вредност њиховог логаритма, а затим и гранична вредност саме функције.
Укратко
Лопиталово правило решава границе облика 00 и ∞∞: ако f и g обе теже нули или обе бесконачности, онда је limg(x)f(x)=limg′(x)f′(x), ако гранична вредност количника извода постоји. Бројилац и именилац се диференцирају посебно, а не по правилу за извод количника. Правило се сме поновити ако неодређеност остане.
Облици 0⋅∞ и ∞−∞ прво се преуреде у разломак, на пример xlnx=x1lnx. Облици 1∞, 00 и ∞0 се логаритмују: нађе се граница логаритма, па је резултат e на ту границу. Пре сваке примене проверите да је облик заиста неодређен: за limx→0x+1cosx правило би дало 0, а тачан резултат је 1.
Приближитесенули
f(x) : g(x)
0,9242
f′(0) : g′(0)
2
Плава крива је f(x)=ln(1+ax), а зелена g(x)=x. Обе теже нули кад x→0, па је g(x)f(x) облика 00. Померите x ка нули: количник се приближава количнику нагиба g′(0)f′(0)=a, јер близу нуле крива f скоро се поклапа са својом тангентом. Ово је граница из примера, са a уместо 0,06.
Примеризживота
Формула за непрекидно укамаћивање, (1+nr)n→er, може се извести управо овим правилом, а инжењери га користе кад формула у некој тачки даје 00, на пример у обради сигнала.
Непрекидно укамаћивање
Банка нуди годишњу камату од 6%. Ако се камата приписује n пута годишње, 100.000 динара после годину дана нарасте на 100000(1+n0,06)n. Колико би било кад би се камата приписивала непрекидно, тј. за n→∞?
Решење
Граница L=limn→∞(1+n0,06)n је облика 1∞, па је логаритмујемо: lnL=limn→∞nln(1+n0,06).
Сменом x=n1 добијамо lnL=limx→0xln(1+0,06x), што је облик 00.
По Лопиталовом правилу диференцирамо бројилац и именилац посебно: lnL=limx→011+0,06x0,06=0,06.
Дакле L=e0,06≈1,061837, а износ је 100000⋅e0,06≈106183,65 динара.
Одговор:Уз непрекидно укамаћивање износ би био око 106.183,65 динара, свега 183,65 динара више него уз годишње приписивање камате.
Задатак за вежбу
Израчунајте limx→0(1+3x)x1.
Прикажи решење
Облик је 1∞. lnL=limx→0xln(1+3x) је облика 00, а по Лопиталу limx→01+3x3=3. Зато је L=e3≈20,09.
Уз вашу дозволу бројимо посете и меримо ефекат огласа. Без ње, сајт ради исто, а ми не шаљемо ништа
Google-у ни друштвеним мрежама. Детаљи су у политици приватности.