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(5) \( \lim _{x \rightarrow \infty} \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}}-\sqrt{x} \cdot \frac{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}}+\sqrt{x}}{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}}+\sqrt{x}} \)

Ask by Alexander Thornton. in Israel
Jan 23,2025

Solución de tutoría real

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הגבול הוא \(\frac{1}{2}\).

Solución

כדי לחשב את הגבול \[ \lim _{x \rightarrow \infty} \left( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} \right) \cdot \frac{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}}+\sqrt{x}}{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}}+\sqrt{x}}, \] נבחן תחילה את הביטוי שבתוך הגבול: \[ \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x}. \] כדי לפשט את הביטוי, נכפיל ונחלק בביטוי ההופכי: \[ \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} = \frac{\left( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} \right) \left( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} + \sqrt{x} \right)}{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} + \sqrt{x}}. \] הכפל שבמונה נותן: \[ (\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}})^2 - (\sqrt{x})^2 = x + \sqrt{x+\sqrt{x}} - x = \sqrt{x+\sqrt{x}}. \] ולכן הביטוי הופך ל: \[ \frac{\sqrt{x+\sqrt{x}}}{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} + \sqrt{x}}. \] כעת, נחשב את הגבול כאשר \( x \) שואף לאינסוף. נשים לב שכאשר \( x \) גדול מאוד: \[ \sqrt{x} \gg \sqrt{x+\sqrt{x}} \quad \text{ו-} \quad \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} \approx \sqrt{x}. \] לכן: \[ \sqrt{x+\sqrt{x}} \approx \sqrt{x} \quad \text{ו-} \quad \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} + \sqrt{x} \approx 2\sqrt{x}. \] כך שהגבול מתקרב ל: \[ \lim_{x \to \infty} \frac{\sqrt{x}}{2\sqrt{x}} = \frac{1}{2}. \] לסיכום, הגבול המבוקש הוא: \[ \boxed{\dfrac{1}{2}} \]

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To evaluate the limit \[ \lim_{x \rightarrow \infty} \left( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} \right) \] we start by expressing the term under the limit in a more manageable form. The phrase can be rewritten as: \[ \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} = \frac{(\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x})(\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} + \sqrt{x})}{\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} + \sqrt{x}} \] However, it’s easier to focus directly on the limit itself. First, let's simplify \( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} \) as \( x \to \infty \). 1. Note that \( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} \) can be approximated: \[ \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} \approx \sqrt{x+\sqrt{x}} = \sqrt{x + x^{1/2}} = \sqrt{x(1+x^{-1/2})} \] As \( x \to \infty \), \( x^{-1/2} \) approaches 0, so we approximate: \[ \sqrt{1+x^{-1/2}} \approx 1 + \frac{1}{2} x^{-1/2} \] Thus, \[ \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} \approx \sqrt{x} (1 + \frac{1}{2} x^{-1/2}) = \sqrt{x} + \frac{1}{2} \] So, \[ \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} \approx \frac{1}{2} \] Consequently, we find: \[ \lim_{x \to \infty} \left( \sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x} \right) = \frac{1}{2} \] Therefore, the limit evaluates to: \[ \boxed{\frac{1}{2}} \]

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