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(b) \( \lim _{x \rightarrow \infty} \frac{2 x^{3}+2 x-1}{x^{5}+2} \)

Ask by Davey Davey. in the United States
Jan 24,2025

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The limit is 0.

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To find the limit, we can simplify the expression by dividing the numerator and the denominator by the highest power of \(x\) in the denominator, which is \(x^5\): \[ \lim_{x \rightarrow \infty} \frac{2 x^{3}+2 x-1}{x^{5}+2} = \lim_{x \rightarrow \infty} \frac{\frac{2 x^{3}}{x^{5}} + \frac{2 x}{x^{5}} - \frac{1}{x^{5}}}{\frac{x^{5}}{x^{5}} + \frac{2}{x^{5}}} \] This simplifies to: \[ \lim_{x \rightarrow \infty} \frac{\frac{2}{x^2} + \frac{2}{x^4} - \frac{1}{x^5}}{1 + \frac{2}{x^5}} \] As \(x\) approaches infinity, all terms containing \(x\) in the denominator approach zero. Therefore, we have: \[ \lim_{x \rightarrow \infty} \frac{0 + 0 - 0}{1 + 0} = \frac{0}{1} = 0 \] Thus, the final result of the limit is: \[ \boxed{0} \]

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Find \( \lim _{x \rightarrow 0^{+}}\left(e^{-1 / x} \sin (1 / x)-(x+2)^{3}\right) \) (if it exists) and give a careful argument showing that your answer is correct. The notation lim the uniqueness of limits. Prove that limits, if they exist, are indeed unique. That is, the suppose that \( f \) is a real valued function of a real variable, \( a \) is an accumulation point of the domain of \( f \), and \( \ell, m \in \mathbb{R} \). Prove that if \( f(x) \rightarrow \ell \) as \( x \rightarrow a \) and \( f(x) \rightarrow m \) as \( x \rightarrow a \), then \( l=m \). (Explain carefully why it was important that we require \( a \) to be an accumulation point of the domain of \( f \).) Let \( f(x)=\frac{\sin \pi x}{x+1} \) for all \( x \neq-1 \). The following information is known about a function \( g \) defined for all real numbers \( x \neq 1 \) : (i) \( g=\frac{p}{q} \) where \( p(x)=a x^{2}+b x+c \) and \( q(x)=d x+e \) for some constants \( a, b, c, d, e \); (ii) the only \( x \)-intercept of the curve \( y=g(x) \) occurs at the origin; (iii) \( g(x) \geq 0 \) on the interval \( [0,1) \) and is negative elsewhere on its domain; (iv) \( g \) has a vertical asymptote at \( x=1 \); and (v) \( g(1 / 2)=3 \). Either find lim \( g(x) f(x) \) or else show that this limit does not exist. Hints. Write an explicit formula for \( g \) by determining the constants \( a \ldots e \). Use (ii) to find \( c \); use (ii) and (iii) to find \( a \); use (iv) to find a relationship between \( d \) and \( e \); then use (v) to obtain an explicit form for \( g \). Finally look at \( f(x) g(x) \); replace sin \( \pi x \) by sin( \( (x(x-1)+\pi) \) and use the formula for the sine of the sum of two numbers.
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