Pregunta
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\( \lim _ { x \rightarrow 0 } \sqrt { 5 x } \ln ( \sin ( x ) ) \)

Ask by Sherman Tyler. in Argentina
Jan 27,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

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El límite es 0.

Solución

Para evaluar el límite \[ \lim_{x \rightarrow 0} \sqrt{5x} \ln(\sin(x)), \] procedemos de la siguiente manera: 1. **Aproximación de \(\sin(x)\) cerca de 0:** Cuando \(x\) tiende a 0, \(\sin(x)\) se aproxima a \(x\), es decir, \(\sin(x) \approx x\). 2. **Sustitución en el límite:** \[ \lim_{x \rightarrow 0} \sqrt{5x} \ln(\sin(x)) \approx \lim_{x \rightarrow 0} \sqrt{5x} \ln(x) \] 3. **Reescribir la expresión:** \[ \sqrt{5x} \ln(x) = \sqrt{5} \cdot \sqrt{x} \cdot \ln(x) = \sqrt{5} \cdot x^{1/2} \cdot \ln(x) \] 4. **Análisis del comportamiento de los factores:** - \(x^{1/2}\) tiende a 0 cuando \(x\) tiende a 0. - \(\ln(x)\) tiende a \(-\infty\) cuando \(x\) tiende a 0. Sin embargo, la función \(x^{1/2}\) tiende a 0 más rápidamente que \(\ln(x)\) tiende a \(-\infty\). Por lo tanto, el producto de estos dos términos tenderá a 0. 5. **Conclusión:** \[ \lim_{x \rightarrow 0} \sqrt{5x} \ln(\sin(x)) = 0 \] **Respuesta Final:** El límite es 0.

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To evaluate \( \lim _ { x \rightarrow 0 } \sqrt { 5 x } \ln ( \sin ( x ) ) \), let's first consider the behavior of each part of the expression as \( x \) approaches \( 0 \). As \( x \) approaches \( 0 \): - \( \sqrt{5x} \) approaches \( 0 \). - \( \sin(x) \) approaches \( x \), so \( \ln(\sin(x)) \approx \ln(x) \) as \( x \) approaches \( 0 \). Now we can rewrite the limit using the approximation for \( \ln(\sin(x)) \): \[ \lim _ { x \rightarrow 0 } \sqrt { 5 x } \ln ( \sin ( x ) ) \approx \lim _ { x \rightarrow 0 } \sqrt { 5 x } \ln(x). \] Next, we rewrite \( \ln(x) \) in a different form to consider the limit: \[ \ln(x) = \ln(\sqrt{x^2}) = \frac{1}{2} \ln(x^2) = 2 \ln(x). \] However, let's focus on the limit directly: \[ \lim_{x \to 0} \sqrt{5x} \ln(x) = \lim_{x \to 0} \sqrt{5} \cdot \sqrt{x} \cdot \ln(x). \] To analyze \( \sqrt{x} \ln(x) \), notice that as \( x \) approaches \( 0^+ \), \( \ln(x) \) approaches \( -\infty \) while \( \sqrt{x} \) approaches \( 0 \). Therefore, we are left with an indeterminate form of type \( 0 \cdot (-\infty) \). To resolve this, we can rewrite it as: \[ \sqrt{x} \ln(x) = \frac{\ln(x)}{1/\sqrt{x}}. \] Now, we will evaluate this limit using L'Hôpital's Rule since it's of the \( \frac{-\infty}{\infty} \) form: \[ \lim_{x \to 0^+} \frac{\ln(x)}{1/\sqrt{x}}. \] Taking the derivative of the numerator and the denominator: - The derivative of \( \ln(x) \) is \( \frac{1}{x} \). - The derivative of \( \frac{1}{\sqrt{x}} \) is \( -\frac{1}{2} x^{-3/2} \). Applying L'Hôpital's Rule results in: \[ \lim_{x \to 0^+} \frac{\frac{1}{x}}{-\frac{1}{2} x^{-3/2}} = \lim_{x \to 0^+} -2\sqrt{x} = 0. \] Therefore, we conclude: \[ \lim _ { x \rightarrow 0 } \sqrt { 5 x } \ln ( \sin ( x ) ) = 0. \]

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