Schultz Carter
05/15/2023 · Primary School
\( \lim _ { x \rightarrow \infty } ( \sqrt { 4 x ^ { 2 } + b x - 3 } - 2 x ) = \)
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Step-by-step Solution
Para resolver el límite \( \lim _ { x \rightarrow \infty } ( \sqrt { 4 x ^ { 2 } + b x - 3 } - 2 x ) \), podemos simplificar la expresión dentro del límite.
Primero, observamos que cuando \( x \) tiende a infinito, el término \( 4x^2 \) dominará los otros términos dentro de la raíz. Por lo tanto, podemos factorizar \( 4x^2 \) de la raíz:
\[
\sqrt{4x^2 + bx - 3} = \sqrt{4x^2(1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2})} = \sqrt{4x^2} \sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}} = 2x \sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}}
\]
Ahora sustituimos esto en el límite:
\[
\lim_{x \rightarrow \infty} \left( 2x \sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}} - 2x \right)
\]
Factorizamos \( 2x \):
\[
= \lim_{x \rightarrow \infty} 2x \left( \sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}} - 1 \right)
\]
Ahora, para simplificar \( \sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}} - 1 \), utilizamos la expansión de Taylor para \( \sqrt{1 + u} \) alrededor de \( u = 0 \):
\[
\sqrt{1 + u} \approx 1 + \frac{u}{2} \quad \text{cuando } u \text{ es pequeño.}
\]
En nuestro caso, \( u = \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2} \). Entonces, cuando \( x \) tiende a infinito, \( u \) tiende a 0. Por lo tanto:
\[
\sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}} \approx 1 + \frac{1}{2} \left( \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2} \right)
\]
Sustituyendo esto en nuestra expresión:
\[
\sqrt{1 + \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2}} - 1 \approx \frac{1}{2} \left( \frac{b}{4x} - \frac{3}{4x^2} \right) = \frac{b}{8x} - \frac{3}{8x^2}
\]
Ahora sustituimos esto en el límite:
\[
\lim_{x \rightarrow \infty} 2x \left( \frac{b}{8x} - \frac{3}{8x^2} \right) = \lim_{x \rightarrow \infty} \left( \frac{b}{4} - \frac{3}{4x} \right)
\]
Cuando \( x \) tiende a infinito, el término \( -\frac{3}{4x} \) tiende a 0. Por lo tanto, el límite es:
\[
\frac{b}{4}
\]
Finalmente, el resultado del límite es:
\[
\lim _ { x \rightarrow \infty } ( \sqrt { 4 x ^ { 2 } + b x - 3 } - 2 x ) = \frac{b}{4}
\]
Quick Answer
El límite es \( \frac{b}{4} \).
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