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Hitunglah nilai limit \( \lim \frac{4 x-\tan x}{x+\sin 2 x} \). A. -1 B. -1 C. \( \frac{1}{2} \) D. 1 E. 2

Ask by Harrington Gough. in Indonesia
Feb 25,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The limit is 1.

Solución

We are asked to calculate the limit as x approaches 0:   lim (4x – tan x) / (x + sin 2x). Step 1. Observe that directly substituting x = 0 gives an indeterminate form:   Numerator: 4(0) – tan 0 = 0 – 0 = 0.   Denominator: 0 + sin 0 = 0. Thus, we have 0/0, and we can apply L’Hôpital’s Rule. Step 2. Differentiate the numerator and the denominator with respect to x.   Derivative of numerator: d/dx (4x – tan x) = 4 – sec²x.   Derivative of denominator: d/dx (x + sin 2x) = 1 + 2cos 2x. Step 3. Evaluate the derivatives at x = 0.   sec²0 = 1/(cos²0) = 1/(1) = 1.   cos 2×0 = cos 0 = 1. So the numerator becomes 4 – 1 = 3, and the denominator becomes 1 + 2(1) = 3. Step 4. Compute the limit:   lim = 3/3 = 1. Thus, the value of the limit is 1. The correct answer is D.

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Bonus Knowledge

Untuk menghitung limit \( \lim_{x \to 0} \frac{4x - \tan x}{x + \sin 2x} \), kita dapat menggunakan pendekatan deret Taylor. Di sekitar \( x = 0 \), kita tahu bahwa: - \( \tan x \approx x + \frac{x^3}{3} + O(x^5) \) - \( \sin 2x \approx 2x - \frac{(2x)^3}{6} + O(x^5) = 2x - \frac{8x^3}{6} + O(x^5) = 2x - \frac{4x^3}{3} + O(x^5) \) Dengan substitusi: \[ 4x - \tan x \approx 4x - \left(x + \frac{x^3}{3}\right) = 3x - \frac{x^3}{3} \] Dan untuk penyebut: \[ x + \sin 2x \approx x + \left(2x - \frac{4x^3}{3}\right) = 3x - \frac{4x^3}{3} \] Sekarang kita substitusi kembali ke dalam limit: \[ \lim_{x \to 0} \frac{3x - \frac{x^3}{3}}{3x - \frac{4x^3}{3}} \approx \lim_{x \to 0}\frac{3x(1 - \frac{x^2}{9})}{3x(1 - \frac{4x^2}{9})} \] Menyederhanakan: \[ = \lim_{x \to 0} \frac{1 - \frac{x^2}{9}}{1 - \frac{4x^2}{9}} = \frac{1 - 0}{1 - 0} = 1 \] Jadi, nilai limit tersebut adalah \( 1 \). Jawabannya adalah D. 1.

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