문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 함수의 극한과 연속

함수의 극한과 연속 전체 문제

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255문제 · 12 / 13쪽

221.CLP-1 · 1.4절 · 50번우리말 번역

다음과 같이 두자. f(x)={x2+8x+16x2+30x−4,x>−4x3+8x2+16x,x≤−4f(x)=\left\{\begin{array}{lcc} \dfrac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4}&,&x>-4\\ &\\ x^3+8x^2+16x&,&x\le-4 \end{array}\right.

(a) lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-} f(x) 의 값을 구하세요. (b) lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+} f(x) 의 값을 구하세요. (c) lim⁡x→−4f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4} f(x) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose f(x)={x2+8x+16x2+30x−4,x>−4x3+8x2+16x,x≤−4f(x)=\left\{\begin{array}{lcc} \dfrac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4}&,&x>-4\\ &\\ x^3+8x^2+16x&,&x\le-4 \end{array}\right.

(a) Evaluate lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-} f(x). (b) Evaluate lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+} f(x). (c) Evaluate lim⁡x→−4f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4} f(x).

정답·풀이 보기

(a) lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-}f(x) 의 값을 구할 때는 −4-4 보다 작은 xx 의 값만 생각한다. 이 값들에 대해 f(x)=x3+8x2+16xf(x)=x^3+8x^2+16x 이다. 따라서 lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4−(x3+8x2+16x)=(−4)3+8(−4)2+16(−4)=0\lim_{x \to -4^-}f(x)=\lim_{x \to -4^-} (x^3+8x^2+16x)=(-4)^3+8(-4)^2+16(-4)=0 x3+8x2+16xx^3+8x^2+16x 는 다항식이므로 x=−4x=-4 를 직접 대입하여 극한을 구할 수 있다.

(b) lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x) 의 값을 구할 때는 −4-4 보다 큰 xx 의 값만 생각한다. 이 값들에 대해

f(x)=x2+8x+16x2+30x−4따라서,lim⁡x→−4+f(x)=lim⁡x→−4+x2+8x+16x2+30x−4이 함수는 유리함수이고 x=−4 는 정의역에 속하므로(0으로 나누는 것과 같은 문제가 없으므로) 이번에도 x=−4 를 직접 대입하여 극한을 구할 수 있다:=(−4)2+8(−4)+16(−4)2+30(−4)−4=0−108=0\begin{aligned} f(x)&=\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{따라서,} \\ \lim_{x \to -4^+}f(x)&=\lim_{x \to -4^+}\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{이 함수는 유리함수이고 $x=-4$ 는 정의역에 속하므로(0으로 나누는 것과 같은 문제가 없으므로) 이번에도 $x=-4$ 를 직접 대입하여 극한을 구할 수 있다:} \\ &=\frac{(-4)^2+8(-4)+16}{(-4)^2+30(-4)-4}=\frac{0}{-108}=0 \end{aligned}

(c) lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4+f(x)=0\displaystyle \lim_{x\to -4^-}f(x)=\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x)=0 이므로 lim⁡x→−4f(x)=0\displaystyle \lim_{x \to -4}f(x)=0 이다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) When we evaluate lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-}f(x), we only consider values of xx that are less than −4-4. For these values, f(x)=x3+8x2+16xf(x)=x^3+8x^2+16x. So, lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4−(x3+8x2+16x)=(−4)3+8(−4)2+16(−4)=0\lim_{x \to -4^-}f(x)=\lim_{x \to -4^-} (x^3+8x^2+16x)=(-4)^3+8(-4)^2+16(-4)=0 Note that, because x3+8x2+16xx^3+8x^2+16x is a polynomial, we can evaluate the limit by directly substituting in x=−4x=-4.

(b) When we evaluate lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x), we only consider values of xx that are greater than −4-4. For these values,

f(x)=x2+8x+16x2+30x−4So,lim⁡x→−4+f(x)=lim⁡x→−4+x2+8x+16x2+30x−4This is a rational function, and x=−4 is in its domain (we aren’t doing anything suspect, like dividing by 0), so again we can directly substitute x=−4 to evaluate the limit:=(−4)2+8(−4)+16(−4)2+30(−4)−4=0−108=0\begin{aligned} f(x)&=\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{So,} \\ \lim_{x \to -4^+}f(x)&=\lim_{x \to -4^+}\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{This is a rational function, and $x=-4$ is in its domain (we aren't doing anything suspect, like dividing by 0), so again we can directly substitute $x=-4$ to evaluate the limit:} \\ &=\frac{(-4)^2+8(-4)+16}{(-4)^2+30(-4)-4}=\frac{0}{-108}=0 \end{aligned}

(c) Since lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4+f(x)=0\displaystyle \lim_{x\to -4^-}f(x)=\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x)=0, we conclude lim⁡x→−4f(x)=0\displaystyle \lim_{x \to -4}f(x)=0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.3절 · 41번
# 극한의 성질과 계산계산도전자동 분류
222.CLP-1 · 1.5절 · 1번우리말 번역

lim⁡x→∞f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} f(x) 와 lim⁡x→−∞f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} f(x) 가 모두 (유한한) 실수가 되는 다항식 f(x)f(x) 를 하나 구하세요.

영어 원문 보기

Give a polynomial f(x)f(x) with the property that both lim⁡x→∞f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} f(x) and lim⁡x→−∞f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} f(x) are (finite) real numbers.

정답·풀이 보기

차수가 1 이상인 다항식은 xx 가 ∞\infty 로 갈 때 ∞\infty 또는 −∞-\infty 로 간다. 따라서 차수가 0인 다항식, 즉 f(x)f(x) 가 상수인 경우가 필요하다. 가능한 답 중 하나는 f(x)=1f(x)=1 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Any polynomial of degree one or higher will go to ∞\infty or −∞-\infty as xx goes to ∞\infty. So, we need a polynomial of degree 0–that is, f(x)f(x) is a constant. One possible answer is f(x)=1f(x)=1.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 1.6절 · 8번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산기본자동 분류
223.CLP-1 · 1.5절 · 2번우리말 번역

lim⁡x→∞f(x)≠lim⁡x→−∞f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} f(x) \neq \displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} f(x) 를 만족시키는 다항식 f(x)f(x) 를 하나 구하세요.

영어 원문 보기

Give a polynomial f(x)f(x) that satisfies lim⁡x→∞f(x)≠lim⁡x→−∞f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} f(x) \neq \displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} f(x).

정답·풀이 보기

차수가 홀수인 다항식이면 모두 이 경우에 해당한다. 예를 들어 f(x)=xf(x)=x 이다.

답은 여러 가지가 가능하다. f(x)=x15−32x2+9f(x)=x^{15}-32x^2+9 도 lim⁡x→∞f(x)=∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} f(x) = \infty 와 lim⁡x→−∞f(x)=−∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} f(x)= -\infty 를 만족시킨다.

원본 교재 풀이(영어)

This will be the case for any polynomial of odd degree. For instance, f(x)=xf(x)=x.

Many answers are possible: also f(x)=x15−32x2+9f(x)=x^{15}-32x^2+9 satisfies lim⁡x→∞f(x)=∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} f(x) = \infty and lim⁡x→−∞f(x)=−∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} f(x)= -\infty.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 3번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산기본자동 분류
224.CLP-1 · 1.5절 · 3번우리말 번역

다음 극한의 값을 구하세요. lim⁡x→∞2−x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞2−x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}

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lim⁡x→∞2−x=lim⁡x→∞12x=0\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}= \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} \frac{1}{2^x}=0

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→∞2−x=lim⁡x→∞12x=0\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}= \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} \frac{1}{2^x}=0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 13번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
225.CLP-1 · 1.5절 · 4번우리말 번역

값을 구하세요. lim⁡x→∞2x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^x

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞2x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^x

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xx 가 점점 커지면 2x2^x 은 한없이 커진다. (xx 가 정수일 때는 22 를 점점 더 많이 거듭해서 곱하는 것을 떠올리면 된다.) 따라서 lim⁡x→∞2x=∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}2^x=\infty 이다.

원본 교재 풀이(영어)

As xx gets larger and larger, 2x2^x grows without bound. (For integer values of xx, you can imagine multiplying 22 by itself more and more times.) So, lim⁡x→∞2x=∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}2^x=\infty.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 12번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
226.CLP-1 · 1.5절 · 6번우리말 번역

값을 구하세요. lim⁡x→−∞cos⁡x\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} \cos x

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→−∞cos⁡x\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} \cos x

정답·풀이 보기

xx 가 음의 방향으로 점점 더 커질 때 cos⁡x\cos x 가 가까워지는 하나의 수는 없다. xx 가 음의 방향으로 커짐에 따라 이 함수는 −1-1 과 +1+1 사이를 오르내리며, 어느 한 수에도 가까워지지 않는다. 따라서 이 극한은 존재하지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

There is no single number that cos⁡x\cos x approaches as xx becomes more and more strongly negative: as xx grows in the negative direction, the function oscillates between −1-1 and +1+1, never settling close to one particular number. So, this limit does not exist.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 10번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
227.CLP-1 · 1.5절 · 7번우리말 번역

lim⁡x→∞x−3x5+100x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty}x-3x^5+100x^2 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞x−3x5+100x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty}x-3x^5+100x^2.

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이 다항식에서 최고차항은 −3x5-3x^5 이므로, xx 가 무한대로 갈 때 이 항이 함수의 변화를 좌우한다. 좀 더 엄밀하게 나타내면 다음과 같다.

lim⁡x→∞(x−3x5+100x2)=lim⁡x→∞−3x5(1−13x4−1003x3)=lim⁡x→∞−3x5=−∞왜냐하면lim⁡x→∞(1−13x4−1003x3)=1−0−0=1.\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \big(x - 3x^5 +100 x^2\big) &=\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5\left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) \\ & =\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5 =-\infty \\ \text{왜냐하면} \\ \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) &=1-0-0=1. \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The highest-order term in this polynomial is −3x5-3x^5, so this dominates the function's behaviour as xx goes to infinity. More formally:

lim⁡x→∞(x−3x5+100x2)=lim⁡x→∞−3x5(1−13x4−1003x3)=lim⁡x→∞−3x5=−∞becauselim⁡x→∞(1−13x4−1003x3)=1−0−0=1.\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \big(x - 3x^5 +100 x^2\big) &=\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5\left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) \\ & =\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5 =-\infty \\ \text{because} \\ \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) &=1-0-0=1. \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 17번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
228.CLP-1 · 1.5절 · 8번우리말 번역

lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1}.

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늘 쓰는 방법대로 분모에서 xx 의 최고차 거듭제곱인 x4x^4 으로 묶는다. 다만 제곱근에서는 조금 주의해야 한다. xx 가 양의 무한대로 가는 극한이므로 xx 의 값은 양수이고, 따라서 x2=x\sqrt{x^2}=x 이고 x8=x4\sqrt{x^8}=x^4 이다.

lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1=lim⁡x→∞x8(3+7x4)+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x83+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x43+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x4(3+7x4+10x4)x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞3+7x4+10x41−2x2+1x4=3+0+01−0+0=3\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8(3+\frac{7}{x^4})}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})} \\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8}\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\left(\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}\right)}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}}{1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4}}\\ &=\frac{\sqrt{3+0}+0}{1-0+0}=\sqrt{3} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Our standard trick is to factor out the highest power of xx in the denominator: x4x^4. We just have to be a little careful with the square root. Since we are taking the limit as xx goes to positive infinity, we have positive xx-values, so x2=x\sqrt{x^2}=x and x8=x4\sqrt{x^8}=x^4.

lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1=lim⁡x→∞x8(3+7x4)+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x83+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x43+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x4(3+7x4+10x4)x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞3+7x4+10x41−2x2+1x4=3+0+01−0+0=3\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8(3+\frac{7}{x^4})}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})} \\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8}\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\left(\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}\right)}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}}{1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4}}\\ &=\frac{\sqrt{3+0}+0}{1-0+0}=\sqrt{3} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 9번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
229.CLP-1 · 1.5절 · 9번우리말 번역

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]\lim\limits_{x\rightarrow \infty} \left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right]

영어 원문 보기

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]\lim\limits_{x\rightarrow \infty} \left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right]

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정답·풀이 보기

두 항이 각각 한없이 커진다. 이 두 항을 빼면 어떻게 되는지는 처음에는 분명하지 않다. 이 식을 다른 꼴로 바꾸기 위해, 켤레식 x2+5x+x2−x\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x} 을 분자와 분모에 곱한다.

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]=lim⁡x→∞[(x2+5x−x2−x)(x2+5x+x2−x)x2+5x+x2−x]=lim⁡x→∞(x2+5x)−(x2−x)x2+5x+x2−x=lim⁡x→∞6xx2+5x+x2−x이제 분자와 분모를 x 로 나눈다. 분모의 경우 x>0 이므로 x=x2 이다.=lim⁡x→∞6(x)x21+5x+x21−1x=lim⁡x→∞6(x)(x)1+5x+(x)1−1x=lim⁡x→∞61+5x+1−1x=61+0+1−0=3\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow \infty}\left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right] &=\lim_{x\rightarrow \infty}\left[\dfrac{(\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x})(\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x})}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\right]\\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{(x^2+5x)-(x^2-x)} {\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\\ & = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6x}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}} \\ \text{이제 분자와 분모를 $x$ 로 나눈다. 분모의 경우 $x>0$ 이므로 $x=\sqrt{x^2}$ 이다.} \\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{\sqrt{x^2}\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{x^2}\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\&= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{(x)\sqrt{1+\frac{5}{x}}+(x)\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\& = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6}{\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}}\\ &=\frac{6}{\sqrt{1+0}+\sqrt{1-0}}= 3 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We have two terms, each getting extremely large. It's unclear at first what happens when we subtract them. To get this equation into another form, we multiply and divide by the conjugate, x2+5x+x2−x\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}.

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]=lim⁡x→∞[(x2+5x−x2−x)(x2+5x+x2−x)x2+5x+x2−x]=lim⁡x→∞(x2+5x)−(x2−x)x2+5x+x2−x=lim⁡x→∞6xx2+5x+x2−xNow we divide the numerator and denominator by x. In the case of the denominator, since x>0, x=x2.=lim⁡x→∞6(x)x21+5x+x21−1x=lim⁡x→∞6(x)(x)1+5x+(x)1−1x=lim⁡x→∞61+5x+1−1x=61+0+1−0=3\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow \infty}\left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right] &=\lim_{x\rightarrow \infty}\left[\dfrac{(\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x})(\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x})}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\right]\\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{(x^2+5x)-(x^2-x)} {\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\\ & = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6x}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}} \\ \text{Now we divide the numerator and denominator by $x$. In the case of the denominator, since $x>0$, $x=\sqrt{x^2}$.} \\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{\sqrt{x^2}\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{x^2}\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\&= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{(x)\sqrt{1+\frac{5}{x}}+(x)\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\& = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6}{\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}}\\ &=\frac{6}{\sqrt{1+0}+\sqrt{1-0}}= 3 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 15번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
230.CLP-1 · 1.5절 · 10번우리말 번역

lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x}.

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정답·풀이 보기

절댓값이 큰 음수 xx 에 대해, 분모의 첫째 항은 4x2+x≈4x2=∣2x∣=−2x\sqrt{4x^2+x}\approx\sqrt{4x^2}=|2x|=-2x 이며 +2x+2x 가 아님에 주의한다. xx 가 음수일 때 x2\sqrt{x^2} 을 잘못 계산하는 것을 피하는 좋은 방법은 y=−xy=-x 로 놓고 모든 것을 yy 로 나타내는 것이다. 여기서는 그렇게 하겠다.

lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x=lim⁡y→+∞−3y4y2−y+2y=lim⁡y→+∞−3yy4−1y+2y=lim⁡y→+∞−34−1y+2=−34−0+2y→+∞ 일 때 1/y→0 이므로=−34\begin{aligned} \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x} &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{\sqrt{4y^2-y}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{y\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3}{\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2} \\ &=\frac{-3}{\sqrt{4-0}+2} \quad\text{$y\to +\infty$ 일 때 $1/y\to 0$ 이므로} \\ &= -\frac{3}{4} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Note that for large negative xx, the first term in the denominator 4x2+x≈4x2=∣2x∣=−2x\sqrt{4x^2+x}\approx\sqrt{4x^2}=|2x|=-2x not +2x+2x. A good way to avoid incorrectly computing x2\sqrt{x^2} when xx is negative is to define y=−xy=-x and express everything in terms of yy. That's what we'll do.

lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x=lim⁡y→+∞−3y4y2−y+2y=lim⁡y→+∞−3yy4−1y+2y=lim⁡y→+∞−34−1y+2=−34−0+2since 1/y→0 as y→+∞=−34\begin{aligned} \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x} &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{\sqrt{4y^2-y}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{y\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3}{\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2} \\ &=\frac{-3}{\sqrt{4-0}+2} \quad\text{since $1/y\to 0$ as $y\to +\infty$} \\ &= -\frac{3}{4} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 7번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
231.CLP-1 · 1.5절 · 11번우리말 번역

lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7\lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\dfrac{1-x-x^2}{2x^2-7} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7\lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\dfrac{1-x-x^2}{2x^2-7}.

답 쓰고 채점
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분모에서 xx 의 최고차항은 x2x^2 이므로, 분자와 분모를 x2x^2 으로 나눈다.

lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7=lim⁡x→−∞1/x2−1/x−12−7/x2=0−0−12−0=−12\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1-x-x^2}{2x^2-7}&= \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1/x^2-1/x-1}{2-7/x^2}\\ &=\frac{0-0-1}{2-0}=-\frac{1}{2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The highest power of xx in the denominator is x2x^2, so we divide the numerator and denominator by x2x^2:

lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7=lim⁡x→−∞1/x2−1/x−12−7/x2=0−0−12−0=−12\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1-x-x^2}{2x^2-7}&= \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1/x^2-1/x-1}{2-7/x^2}\\ &=\frac{0-0-1}{2-0}=-\frac{1}{2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 6번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
232.CLP-1 · 1.5절 · 12번우리말 번역

lim⁡x→∞(x2+x−x)\lim\limits_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞(x2+x−x)\lim\limits_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big)

답 쓰고 채점
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lim⁡x→∞(x2+x−x)=lim⁡x→∞(x2+x−x)(x2+x+x)x2+x+x=lim⁡x→∞(x2+x)−x2x2+x+x=lim⁡x→∞xx2+x+x=lim⁡x→∞11+1x+1=12\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big) &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{\big(\sqrt{x^2+x}-x\big)\big(\sqrt{x^2+x}+x\big)} {\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x \to \infty}\frac{(x^2+x)-x^2}{\sqrt{x^2+x}+x}\\ &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+1} =\frac{1}{2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→∞(x2+x−x)=lim⁡x→∞(x2+x−x)(x2+x+x)x2+x+x=lim⁡x→∞(x2+x)−x2x2+x+x=lim⁡x→∞xx2+x+x=lim⁡x→∞11+1x+1=12\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big) &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{\big(\sqrt{x^2+x}-x\big)\big(\sqrt{x^2+x}+x\big)} {\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x \to \infty}\frac{(x^2+x)-x^2}{\sqrt{x^2+x}+x}\\ &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+1} =\frac{1}{2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 11번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
233.CLP-1 · 1.5절 · 13번우리말 번역

lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7.\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

분자와 분모를 모두 x2x^2 (분모의 최고차항)으로 나누면 다음을 얻는다. 5x2−3x+13x2+x+7=5−3x+1x23+1x+7x2.\frac{5x^2-3x+1}{3x^2+x+7}=\frac{5-\frac{3}{x}+\frac{1}{x^2}}{3+\frac{1}{x}+\frac{7}{x^2}}. x→+∞x\to +\infty 일 때 1/x→01/x\to 0 이고 1/x2→01/x^2\to 0 이므로 다음과 같다. lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7=53.\lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7}=\frac{5}{3}.

원본 교재 풀이(영어)

We have, after dividing both numerator and denominator by x2x^2 (which is the highest power of the denominator) that 5x2−3x+13x2+x+7=5−3x+1x23+1x+7x2.\frac{5x^2-3x+1}{3x^2+x+7}=\frac{5-\frac{3}{x}+\frac{1}{x^2}}{3+\frac{1}{x}+\frac{7}{x^2}}. Since 1/x→01/x\to 0 and also 1/x2→01/x^2\to 0 as x→+∞x\to +\infty, we conclude that lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7=53.\lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7}=\frac{5}{3}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 4번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
234.CLP-1 · 1.5절 · 14번우리말 번역

lim⁡x→+∞4 x+23 x+4\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3\,x+4} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→+∞4 x+23 x+4\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3\,x+4}.

답 쓰고 채점
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분자와 분모를 모두 xx (분모의 최고차항)로 나누면 다음을 얻는다. 4 x+23x+4=4x+2x23+4x.\frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3x+4}=\frac{\sqrt{\frac 4 x + \frac 2 {x^2}}}{3 + \frac 4 x}. x→+∞x\to +\infty 일 때 1/x→01/x\to 0 이고 1/x2→01/x^2\to 0 이므로 다음과 같다. lim⁡x→+∞4 x+23 x+4=03=0.\lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}} {3\,x+4}=\frac {0}{3} = 0.

원본 교재 풀이(영어)

We have, after dividing both numerator and denominator by xx (which is the highest power of the denominator) that 4 x+23x+4=4x+2x23+4x.\frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3x+4}=\frac{\sqrt{\frac 4 x + \frac 2 {x^2}}}{3 + \frac 4 x}. Since 1/x→01/x\to 0 and also 1/x2→01/x^2\to 0 as x→+∞x\to +\infty, we conclude that lim⁡x→+∞4 x+23 x+4=03=0.\lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}} {3\,x+4}=\frac {0}{3} = 0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 19번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
235.CLP-1 · 1.5절 · 15번우리말 번역

lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2}.

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분자와 분모에서 가장 지배적인 항의 차수는 x3x^3 이다. 이 공통인수로 묶어 내면 다음을 얻는다. 4x3+x7x3+x2−2=4+1x27+1x−2x3.\frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2} = \frac{4 + \frac{1}{x^2}}{7 + \frac{1}{x} - \frac{2}{x^3}}. a>0a>0 일 때 x→+∞x\to +\infty 이면 1/xa→01/x^a\to 0 이므로 다음과 같다. lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2=47.\lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 +x^2-2}=\frac{4}{7}.

원본 교재 풀이(영어)

The dominant terms in the numerator and denominator have order x3x^3. Taking out that common factor we get 4x3+x7x3+x2−2=4+1x27+1x−2x3.\frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2} = \frac{4 + \frac{1}{x^2}}{7 + \frac{1}{x} - \frac{2}{x^3}}. Since 1/xa→01/x^a\to 0 as x→+∞x\to +\infty (for a>0a>0), we conclude that lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2=47.\lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 +x^2-2}=\frac{4}{7}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 14번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
236.CLP-1 · 1.5절 · 17번우리말 번역

lim⁡x→+∞5x2+103x3+2x2+x\displaystyle\lim_{x\rightarrow +\infty} \frac{5x^2+10}{3x^3 +2x^2+x} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→+∞5x2+103x3+2x2+x.\displaystyle\lim_{x\rightarrow +\infty} \frac{5x^2+10}{3x^3 +2x^2+x}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

분자와 분모를 모두 x3x^3 (분모의 최고차항)으로 나누면 다음을 얻는다. lim⁡x→∞5x2+103x3+2x2+x=lim⁡x→∞5x+10x33+2x+1x2=03=0.\lim_{x \to \infty} \frac{5x^2+10}{3x^3 +2x^2+x}=\lim_{x \to\infty}\frac{\frac{5}{x}+\frac{10}{x^3}}{3+\frac{2}{x}+\frac{1}{x^2}}=\frac{0}{3}=0.

원본 교재 풀이(영어)

We have, after dividing both numerator and denominator by x3x^3 (which is the highest power of the denominator) that: lim⁡x→∞5x2+103x3+2x2+x=lim⁡x→∞5x+10x33+2x+1x2=03=0.\lim_{x \to \infty} \frac{5x^2+10}{3x^3 +2x^2+x}=\lim_{x \to\infty}\frac{\frac{5}{x}+\frac{10}{x^3}}{3+\frac{2}{x}+\frac{1}{x^2}}=\frac{0}{3}=0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 8번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
237.CLP-1 · 1.5절 · 18번우리말 번역

lim⁡x→−∞x+1x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→−∞x+1x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}}.

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정답·풀이 보기

xx 가 음수인 경우만 생각하므로 x2=∣x∣=−x\sqrt{x^2}=|x|=-x 이다.

lim⁡x→−∞x+1x2=lim⁡x→−∞x+1−x=lim⁡x→−∞x−x+1−x=lim⁡x→−∞−1−1x=−1\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x+1}{-x}\\ &=\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x}{-x}+\frac{1}{-x}\\ &=\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}-1-\frac{1}{x}\\ &=-1 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Since we only consider negative values of xx, x2=∣x∣=−x\sqrt{x^2}=|x|=-x.

lim⁡x→−∞x+1x2=lim⁡x→−∞x+1−x=lim⁡x→−∞x−x+1−x=lim⁡x→−∞−1−1x=−1\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x+1}{-x}\\ &=\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}\frac{x}{-x}+\frac{1}{-x}\\ &=\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty}-1-\frac{1}{x}\\ &=-1 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.6절 · 41번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
238.CLP-1 · 1.5절 · 19번우리말 번역

lim⁡x→∞x+1x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞x+1x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}}

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

xx 의 양수 값만 생각하므로 x2=∣x∣=x\sqrt{x^2}=|x|=x 이다.

lim⁡x→∞x+1x2=lim⁡x→∞x+1x=lim⁡x→∞1+1x=1+0=1\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}\frac{x+1}{x}\\ &=\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}1+\frac{1}{x}=1+0=1 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Since we only consider positive values of xx, x2=∣x∣=x\sqrt{x^2}=|x|=x.

lim⁡x→∞x+1x2=lim⁡x→∞x+1x=lim⁡x→∞1+1x=1+0=1\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}\frac{x+1}{\sqrt{x^2}}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}\frac{x+1}{x}\\ &=\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}1+\frac{1}{x}=1+0=1 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 18번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
239.CLP-1 · 1.5절 · 20번우리말 번역

극한 lim⁡x→−∞sin⁡(π2∣x∣x)+1x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \sin\left( \frac{\pi}{2} \frac{|x|}{x}\right) + \frac{1}{x} 을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the limit lim⁡x→−∞sin⁡(π2∣x∣x)+1x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \sin\left( \frac{\pi}{2} \frac{|x|}{x}\right) + \frac{1}{x}.

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정답·풀이 보기

x<0x<0 일 때 ∣x∣=−x|x|=-x 이므로 lim⁡x→∞sin⁡(π2⋅∣x∣x)+1x=sin⁡(−π/2)=−1\displaystyle \lim_{x\to\infty}\sin\left( \frac{\pi}{2} \cdot \frac{|x|}{x}\right) + \frac{1}{x} = \sin(-\pi/2) = -1 이다.

원본 교재 풀이(영어)

When x<0x<0, ∣x∣=−x|x|=-x and so lim⁡x→∞sin⁡(π2⋅∣x∣x)+1x=sin⁡(−π/2)=−1\displaystyle \lim_{x\to\infty}\sin\left( \frac{\pi}{2} \cdot \frac{|x|}{x}\right) + \frac{1}{x} = \sin(-\pi/2) = -1.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 21번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
240.CLP-1 · 1.5절 · 21번우리말 번역

lim⁡x→−∞3x+5x2+5−x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \frac{3x+5}{\sqrt{x^2+5}-x} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→−∞3x+5x2+5−x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \frac{3x+5}{\sqrt{x^2+5}-x}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

분모에서 xx 의 최고차항인 xx 로 분자와 분모를 모두 나눈다. x<0x<0 이므로 x2=∣x∣=−x\sqrt{x^2}=|x|=-x 이고, 따라서 x2+5x=−x2+5x2=−1+5x2.\frac{\sqrt{x^2+5}}{x}=-\sqrt{\frac{x^2+5}{x^2}}=-\sqrt{1+\frac{5}{x^2}}. x→−∞x\to -\infty 일 때 1/x→01/x\to 0 이고 1/x2→01/x^2\to 0 이므로 lim⁡x→−∞3x+5x2+5−x=lim⁡x→−∞3+5x−1+5x2−1=3−1−1=−32.\lim_{x\to -\infty} \frac{3x+5}{\sqrt{x^2+5}-x}=\lim_{x\to -\infty}\frac{3+\frac{5}{x}}{-\sqrt{1+\frac{5}{x^2}}-1}=\frac{3}{-1-1}=-\frac{3}{2}.

원본 교재 풀이(영어)

We divide both the numerator and the denominator by the highest power of xx in the denominator, which is xx. Since x<0x<0, we have x2=∣x∣=−x\sqrt{x^2}=|x|=-x, so that x2+5x=−x2+5x2=−1+5x2.\frac{\sqrt{x^2+5}}{x}=-\sqrt{\frac{x^2+5}{x^2}}=-\sqrt{1+\frac{5}{x^2}}. Since 1/x→01/x\to 0 and also 1/x2→01/x^2\to 0 as x→−∞x\to -\infty, we conclude that lim⁡x→−∞3x+5x2+5−x=lim⁡x→−∞3+5x−1+5x2−1=3−1−1=−32.\lim_{x\to -\infty} \frac{3x+5}{\sqrt{x^2+5}-x}=\lim_{x\to -\infty}\frac{3+\frac{5}{x}}{-\sqrt{1+\frac{5}{x^2}}-1}=\frac{3}{-1-1}=-\frac{3}{2}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 28번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류