Pregunta
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\( \lim _ { + \infty } \frac { \sqrt { x - 1 } - 3 } { x + 3 } \)

Ask by Ingram Savage. in Morocco
Jan 22,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

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The limit is 0.

Solución

Calculate the limit \( \lim_{x\rightarrow +\infty} \frac{\sqrt{x-1}-3}{x+3} \). Evaluate the limit by following steps: - step0: Evaluate using transformations: \(\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\frac{\sqrt{x-1}-3}{x+3}\right)\) - step1: Multiply by the Conjugate: \(\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\frac{\frac{x-10}{\sqrt{x-1}+3}}{x+3}\right)\) - step2: Reduce the fraction: \(\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\frac{x-10}{\left(\sqrt{x-1}+3\right)\left(x+3\right)}\right)\) - step3: Rearrange the terms: \(\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\frac{\left(1-\frac{10}{x}\right)x}{\left(\sqrt{1-\frac{1}{x}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)\left(x^{\frac{1}{2}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)x}\right)\) - step4: Reduce the fraction: \(\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\frac{1-\frac{10}{x}}{\left(\sqrt{1-\frac{1}{x}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)\left(x^{\frac{1}{2}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)}\right)\) - step5: Rewrite the expression: \(\frac{\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(1-\frac{10}{x}\right)}{\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\left(\sqrt{1-\frac{1}{x}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)\left(x^{\frac{1}{2}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)\right)}\) - step6: Evaluate: \(\frac{1}{\lim _{x\rightarrow +\infty}\left(\left(\sqrt{1-\frac{1}{x}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)\left(x^{\frac{1}{2}}+\frac{3}{x^{\frac{1}{2}}}\right)\right)}\) - step7: Evaluate: \(\frac{1}{+\infty}\) - step8: Divide the terms: \(0\) The limit of \( \frac{\sqrt{x-1}-3}{x+3} \) as \( x \) approaches positive infinity is 0.

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

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The Deep Dive

To evaluate the limit \( \lim _ { + \infty } \frac { \sqrt { x - 1 } - 3 } { x + 3 } \), we start by manipulating the expression in a way that simplifies it as \( x \) approaches infinity. First, we can rewrite the square root term: \[ \sqrt{x - 1} = \sqrt{x(1 - \frac{1}{x})} = \sqrt{x} \sqrt{1 - \frac{1}{x}}. \] As \( x \) approaches infinity, \( \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \) approaches 1, so we can approximate \( \sqrt{x - 1} \approx \sqrt{x} \) at large values of \( x \). Then, our limit becomes: \[ \lim_{x \to +\infty} \frac{\sqrt{x} - 3}{x + 3}. \] To further simplify, we divide the numerator and the denominator by \( \sqrt{x} \): \[ \lim_{x \to +\infty} \frac{1 - \frac{3}{\sqrt{x}}}{\frac{x}{\sqrt{x}} + \frac{3}{\sqrt{x}}} = \lim_{x \to +\infty} \frac{1 - \frac{3}{\sqrt{x}}}{\sqrt{x} + \frac{3}{\sqrt{x}}}. \] As \( x \) approaches infinity, \( \frac{3}{\sqrt{x}} \) approaches 0. Therefore, the limit simplifies to: \[ \lim_{x \to +\infty} \frac{1 - 0}{\sqrt{x} + 0} = \lim_{x \to +\infty} \frac{1}{\sqrt{x}} = 0. \] Thus, the final result is: \[ \boxed{0}. \]

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