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\( \lim _ { x \rightarrow 0 ^ { + } } \frac { 3 x ^ { 2 } - 6 x } { 3 \sqrt[ 3 ] { ( x ^ { 3 } - 3 x ^ { 2 } ) ^ { 2 } } } = \)

Ask by Black Marsh. in Italy
Jan 14,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The limit as \( x \) approaches 0 from the positive side is negative infinity. \[ \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{3x^2 - 6x}{3 \sqrt[3]{(x^3 - 3x^2)^2}} = -\infty \]

Solución

To evaluate the limit: \[ \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{3x^2 - 6x}{3 \sqrt[3]{(x^3 - 3x^2)^2}} \] **Step 1: Simplify the Expression** First, factor the numerator: \[ 3x^2 - 6x = 3x(x - 2) \] So the expression becomes: \[ \frac{3x(x - 2)}{3 \sqrt[3]{(x^3 - 3x^2)^2}} = \frac{x(x - 2)}{\sqrt[3]{(x^3 - 3x^2)^2}} \] **Step 2: Analyze the Denominator** Consider the term inside the cube root: \[ (x^3 - 3x^2)^2 = (x^2(x - 3))^2 = x^4 (x - 3)^2 \] Taking the cube root: \[ \sqrt[3]{x^4 (x - 3)^2} = x^{4/3} \cdot \sqrt[3]{(x - 3)^2} \] As \( x \to 0^+ \), \[ (x - 3)^2 \approx 9 \quad \text{and} \quad x^{4/3} \to 0 \] So, the denominator behaves like \( 9^{1/3} x^{4/3} \). **Step 3: Combine Numerator and Denominator** Now, the expression simplifies to: \[ \frac{x(x - 2)}{9^{1/3} x^{4/3}} = \frac{x - 2}{9^{1/3} x^{1/3}} \] As \( x \to 0^+ \): - \( x - 2 \to -2 \) - \( x^{1/3} \to 0^+ \) Therefore, the expression behaves like: \[ \frac{-2}{9^{1/3} \cdot 0^+} = -\infty \] **Conclusion** The limit diverges to negative infinity. \[ \boxed{-\infty} \]

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Beyond the Answer

To evaluate the limit \[ \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{3x^2 - 6x}{3\sqrt[3]{(x^3 - 3x^2)^2}}, \] we start by simplifying the expression. The numerator can be factored as: \[ 3x(x - 2) \] The denominator simplifies as follows. First, observe that as \(x\) approaches \(0^+\), \[ x^3 - 3x^2 = x^2(x - 3). \] Thus, \[ (x^3 - 3x^2)^2 = (x^2(x-3))^2 = x^4(x - 3)^2. \] Taking the cube root gives: \[ \sqrt[3]{(x^3 - 3x^2)^2} = \sqrt[3]{x^4(x - 3)^2} = x^{\frac{4}{3}} \sqrt[3]{(x - 3)^2}. \] Substituting these into our limit expression results in: \[ \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{3x(x - 2)}{3x^{\frac{4}{3}} \sqrt[3]{(x - 3)^2}}. \] Now, the \(3\) in numerator and denominator cancels out: \[ \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{x(x-2)}{x^{\frac{4}{3}} \sqrt[3]{(x - 3)^2}} = \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{x^{\frac{2}{3}}(x - 2)}{\sqrt[3]{(x - 3)^2}}. \] As \(x\) approaches \(0^+\), \(x - 2\) approaches \(-2\) and \(\sqrt[3]{(x - 3)^2}\) approaches \(\sqrt[3]{9}\). Therefore, we get: \[ \lim_{x \rightarrow 0^+} \frac{(0) \cdot (-2)}{\sqrt[3]{9}} = 0. \] Hence, the limit is \[ \boxed{0}. \]

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