Чтобы найти предел данной рациональной функции, когда \( x \) стремится к бесконечности, нужно проанализировать поведение числителя и знаменателя.
Давайте разберем выражение:
\[ \frac{4/x^5 + x^3 - \sqrt{x} + x^2}{3/x + 2/x^2 - 4x + 3\sqrt{x}} \]
Шаг 1: Анализ числителя
Числитель: \( 4/x^5 + x^3 - \sqrt{x} + x^2 \)
Когда \( x \) стремится к бесконечности:
- \( 4/x^5 \) стремится к \( 0 \)
- \( x^3 \) растёт до бесконечности
- \( -\sqrt{x} \) стремится к \( -\infty \), но скорость роста меньше, чем \( x^3 \)
- \( x^2 \) также растёт до бесконечности, но скорость меньше чем \( x^3 \)
Таким образом, наибольший член в числителе — это \( x^3 \).
Шаг 2: Анализ знаменателя
Знаменатель: \( 3/x + 2/x^2 - 4x + 3\sqrt{x} \)
Когда \( x \) стремится к бесконечности:
- \( 3/x \) стремится к \( 0 \)
- \( 2/x^2 \) стремится к \( 0 \)
- \( -4x \) стремится к \( -\infty \)
- \( 3\sqrt{x} \) стремится к \( +\infty \), но быстрее, чем \( -4x \)
Однако, когда мы приведём к одной форме, наибольший член в знаменателе — это будет \( 3\sqrt{x} \), так как корень из \( x \) растёт быстрее чем линейное \( -4x \).
Шаг 3: Нахождение предела
Теперь можем записать предел в более простой форме:
\[ \lim_{x \to \infty} \frac{x^3}{3\sqrt{x}} = \lim_{x \to \infty} \frac{x^{3/2}}{3} \]
Когда \( x \) стремится к бесконечности, \( x^{3/2} \) также стремится к бесконечности. Следовательно:
\[ \lim_{x \to \infty} \frac{x^3}{3\sqrt{x}} \rightarrow \infty \]
Ответ
Таким образом, предел данной функции при \( x \) стремящемся к бесконечности равен бесконечности:
\[ \lim_{x \to \infty} \frac{4/x^5 + x^3 - \sqrt{x} + x^2}{3/x + 2/x^2 - 4x + 3\sqrt{x}} = \infty \]
