Давайте последовательно решим каждую из пределов.
- Первый предел: \(\lim_{x \to 0} \frac{2x \sin x}{1 - \cos^2(3x)}\).
Сначала упростим выражение в знаменателе. Мы знаем, что \(1 - \cos^2(3x) = \sin^2(3x)\). Таким образом, предел можно переписать как:
\[ \lim_{x \to 0} \frac{2x \sin x}{\sin^2(3x)}. \]
Теперь мы можем использовать свойства пределов. Когда \(x\) стремится к нулю, \(\sin x \sim x\), и \(\sin(3x) \sim 3x\). Следовательно, \(\sin^2(3x) \sim (3x)^2 = 9x^2\).
Подставим это в предел:
\[ \lim_{x \to 0} \frac{2x \sin x}{\sin^2(3x)} \approx \lim_{x \to 0} \frac{2x^2}{9x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{2}{9} = \frac{2}{9}. \]
Таким образом, первый предел равен \(\frac{2}{9}\).
- Второй предел: \(\lim_{x \to \infty} \left(\frac{x + 4}{x + 2}\right)^{1 - 2x}\).
Для начала упростим дробь:
\[ \frac{x + 4}{x + 2} = \frac{x(1 + \frac{4}{x})}{x(1 + \frac{2}{x})} = \frac{1 + \frac{4}{x}}{1 + \frac{2}{x}}. \]
Когда \(x\) стремится к бесконечности, это выражение стремится к \(\frac{1 + 0}{1 + 0} = 1\).
Теперь, чтобы разобраться с пределом, нужно понять, что происходит с выражением при \(x \to \infty\):
\[ \lim_{x \to \infty} \left( \frac{1 + \frac{4}{x}}{1 + \frac{2}{x}} \right)^{1 - 2x}. \]
С учетом того, что \(\frac{1 + \frac{4}{x}}{1 + \frac{2}{x}} \to 1\), мы можем записать это как:
\[ (1)^{1 - 2x} \to 1 \text{ с любой мощностью}. \]
Однако, давайте осмотрим более точно. Используем логарифм для анализа:
\[ \ln L = \lim_{x \to \infty} (1 - 2x) \ln\left(\frac{x + 4}{x + 2}\right). \]
Используя предыдущие рассуждения, \(\ln\left(\frac{x + 4}{x + 2}\right) \approx \ln(1 + \text{малое}) \sim \frac{4 - 2}{x} = \frac{2}{x}\).
Таким образом,
\[ \ln L \sim \lim_{x \to \infty} (1 - 2x) \cdot \frac{2}{x} = \lim_{x \to \infty} \left(\frac{2 - 4x}{x}\right) = -4. \]
Таким образом, \(L = e^{-4}\).
Итак, второй предел равен \(e^{-4}\).
В заключение, результаты пределов:
- \(\frac{2}{9}\)
- \(e^{-4}\)
