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Aufgabe:

Gegeben sei \( \lim \limits_{x \rightarrow \infty} \frac{x^{2}+\sin (x)}{x^{2}} \)

a. Untersuchen Sie ob der Grenzwert dieser Funktion existiert und bestimmen Sie ihn gegebenenfalls.

b. Finden Sie den Fehler in folgendem Beweis:

\(\begin{array}{l} \lim \limits_{x \rightarrow \infty} \frac{x^{2}+\sin (x)}{x^{2}}\left(\frac{\infty}{\infty} \text {, l'Hôpital }\right) \\\\ \lim \limits_{x \rightarrow \infty} \frac{2 x+\cos (x)}{2 x}\left(\frac{\infty}{\infty}, \text { l'Hôpital }\right) \\\\ \lim \limits_{x \rightarrow \infty} \frac{2-\sin (x)}{2} \end{array}\)


\( \lim \limits_{x \rightarrow \infty} \frac{2-\sin (x)}{2} \) und folglich \( \lim \limits_{x \rightarrow \infty} \frac{x^{2}+\sin (x)}{x^{2}} \) besitzen keinen Grenzwert.


Problem/Ansatz:

Aufgabe a ging sehr flott. Wenn man x^2 heraushebt, dann kann man kürzen und der Grenzwert ist 1. Mein Problem ist bei Aufgabe b. Ich verstehe nicht, warum man da nicht de l'Hospital anwenden darf. Ich hätte mir gedacht, dass es vielleicht am Sinus liegt, da dieser keinen Grenzwert hat, aber da ja x^2 gegen unendlich läuft ist das ja egal oder? Könntet ihr mir einen Hinweis geben?

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2 Antworten

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Die Regeln von l'Hospital haben grundsätzlich die Struktur: Wenn \( \lim f'(x)/g'(x)\) existiert, dann ex auch \(\lim f(x)/g(x)\) und beide sind gleich. Wenn \( \lim f'(x)/g'(x)\) nicht existiert, machen die Regeln keine Aussage.

Der letzte Grenzwert in der Aufgabenstellung existiert nicht, weil die sin-Funktion oszilliert.

Avatar von 14 k
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Die Regel lautet

lim (x --> ∞) f(x) / g(x) = lim (x → ∞) f'(x) / g'(x),

sofern der jeweilige Grenzwert auf der rechten Seite existiert.

Existiert also kein Grenzwert auf der rechten Seite macht l'Hospital keine Aussage.

Avatar von 487 k 🚀

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