Найдем предел функции \lim_{x \to +0}(\frac{ \sin(2x)}{2x})^{\frac{1}{x}}
Найдем предел функции в точке x = 0 \lim_{x \to +0}(\frac{ \sin(2x)}{2x})^{\frac{1}{x}}= (\frac{0}{0})^{\infty} получили неопределенность вида (\frac{0}{0})^{\infty} . Эту неопределенность можно разрешить применим правило Лопиталя:
Применяем правило Лопиталя,
Запишем правило Лопиталя \lim_{x \to a} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to a} \frac{f'(x)}{g'(x)} = \frac{f'(a)}{g'(a)}
Проведем преобразования \lim_{x \to +0}(\frac{ \sin(2x)}{2x})^{\frac{1}{x}} = e^{\lim_{x \to +0}{\frac{1}{x}}\ln(\frac{ \sin(2x)}{2x})} = \quad (1)
Найдем предел \lim_{x \to +0} \frac{\ln(\frac{ \sin(2x)}{2x}) }{x} = \frac{ \ln(1)}{0} = \frac{0}{0} Получили неопределенность вида \frac{0}{0}. При нахождении предела был применен первый замечательный предел \lim_{x \to 0} \frac{ \sin(x)}{x} = 1
Применяем правило Лопиталя \lim_{x \to +0} \frac{\ln(\frac{ \sin(2x)}{2x}) }{x} = \lim_{x \to +0} \frac{ (\ln(\frac{ \sin(2x)}{2x}))' }{(x)'} = = \lim_{x \to +0} \frac{2x}{\sin(2x)}*\frac{2\cos(2x)*2x - 2*\sin(2x)}{4x^2} = = \lim_{x \to +0} \frac{2\cos(2x)*x - \sin(2x)}{x\sin(2x)} = \frac{0}{0}
Повторно применим правило Лопиталя \lim_{x \to +0} \frac{2\cos(2x)*x - \sin(2x)}{x\sin(2x)} = \lim_{x \to +0} \frac{(2\cos(2x)*x - \sin(2x))'}{(x\sin(2x))'} =
= \lim_{x \to +0} \frac{-4x\sin(2x)+2\cos(2x)-2\cos(2x)}{ \sin(2x) + 2x\cos(2x)} =
= \lim_{x \to +0} \frac{-4x\sin(2x)}{ \sin(2x) + 2x\cos(2x)} = \frac{0}{0}
Повторно применим правило Лопиталя
= -\lim_{x \to +0} \frac{(4x\sin(2x))'}{ (\sin(2x) + 2x\cos(2x))'} = = \lim_{x \to +0} \frac{4(2x\cos(2x)+\sin(2x))}{ 2\cos(2x) + 2\cos(2x) - 4x\sin(2x)} = \frac{0}{4} = 0
Подставляем результата в (1)
\lim_{x \to +0}(\frac{ \sin(2x)}{2x})^{\frac{1}{x}} = e^{ 0} = 1
Ответ: \lim_{x \to +0}(\frac{ \sin(2x)}{2x})^{\frac{1}{x}} = 1