school
Общие знания
verified
Решено AI
Решение:
help_outline
Условие задачи

lightbulb
Краткий ответ
Подробное пошаговое решение представлено ниже.
Подробное решение
Вот решение задачи:
Нам нужно найти предел:
\[ \lim_{n \to \infty} \left( \sqrt[3]{(n+2)^2} - \sqrt[3]{(n-3)^2} \right) \]
Это предел вида \( \infty - \infty \), поэтому мы воспользуемся формулой для разности кубов:
\( a^3 - b^3 = (a-b)(a^2 + ab + b^2) \)
Отсюда:
\( a-b = \frac{a^3 - b^3}{a^2 + ab + b^2} \)
В нашем случае, пусть \( a = \sqrt[3]{(n+2)^2} \) и \( b = \sqrt[3]{(n-3)^2} \).
Тогда \( a^3 = (n+2)^2 \) и \( b^3 = (n-3)^2 \).
Подставляем в формулу:
\[ \lim_{n \to \infty} \frac{(n+2)^2 - (n-3)^2}{\sqrt[3]{(n+2)^4} + \sqrt[3]{(n+2)^2(n-3)^2} + \sqrt[3]{(n-3)^4}} \]
Раскроем числитель:
\( (n+2)^2 - (n-3)^2 = (n^2 + 4n + 4) - (n^2 - 6n + 9) \)
\( = n^2 + 4n + 4 - n^2 + 6n - 9 \)
\( = 10n - 5 \)
Теперь подставим это обратно в предел:
\[ \lim_{n \to \infty} \frac{10n - 5}{\sqrt[3]{(n+2)^4} + \sqrt[3]{(n+2)^2(n-3)^2} + \sqrt[3]{(n-3)^4}} \]
В знаменателе вынесем \( n^{4/3} \) из каждого слагаемого.
Заметим, что \( \sqrt[3]{(n+2)^4} = \sqrt[3]{n^4(1+2/n)^4} = n^{4/3}\sqrt[3]{(1+2/n)^4} \)
Аналогично, \( \sqrt[3]{(n-3)^4} = n^{4/3}\sqrt[3]{(1-3/n)^4} \)
И \( \sqrt[3]{(n+2)^2(n-3)^2} = \sqrt[3]{n^2(1+2/n)^2 n^2(1-3/n)^2} = \sqrt[3]{n^4(1+2/n)^2(1-3/n)^2} = n^{4/3}\sqrt[3]{(1+2/n)^2(1-3/n)^2} \)
Таким образом, знаменатель можно записать как:
\( n^{4/3} \left( \sqrt[3]{(1+2/n)^4} + \sqrt[3]{(1+2/n)^2(1-3/n)^2} + \sqrt[3]{(1-3/n)^4} \right) \)
Теперь предел выглядит так:
\[ \lim_{n \to \infty} \frac{10n - 5}{n^{4/3} \left( \sqrt[3]{(1+2/n)^4} + \sqrt[3]{(1+2/n)^2(1-3/n)^2} + \sqrt[3]{(1-3/n)^4} \right)} \]
Разделим числитель и знаменатель на \( n^{4/3} \).
В числителе: \( \frac{10n - 5}{n^{4/3}} = \frac{10n}{n^{4/3}} - \frac{5}{n^{4/3}} = \frac{10}{n^{1/3}} - \frac{5}{n^{4/3}} \)
Теперь предел:
\[ \lim_{n \to \infty} \frac{\frac{10}{n^{1/3}} - \frac{5}{n^{4/3}}}{\sqrt[3]{(1+2/n)^4} + \sqrt[3]{(1+2/n)^2(1-3/n)^2} + \sqrt[3]{(1-3/n)^4}} \]
При \( n \to \infty \):
\( \frac{10}{n^{1/3}} \to 0 \)
\( \frac{5}{n^{4/3}} \to 0 \)
\( \frac{2}{n} \to 0 \)
\( \frac{3}{n} \to 0 \)
Тогда числитель стремится к \( 0 - 0 = 0 \).
Знаменатель стремится к:
\( \sqrt[3]{(1+0)^4} + \sqrt[3]{(1+0)^2(1-0)^2} + \sqrt[3]{(1-0)^4} \)
\( = \sqrt[3]{1} + \sqrt[3]{1} + \sqrt[3]{1} = 1 + 1 + 1 = 3 \)
Таким образом, предел равен:
\[ \frac{0}{3} = 0 \]
Окончательный ответ:
\[ \lim_{n \to \infty} \left( \sqrt[3]{(n+2)^2} - \sqrt[3]{(n-3)^2} \right) = 0 \]