Чтобы вычислить предел , мы можем воспользоваться правилом Лопиталя, так как в этой форме предел имеет неопределенность вида .
Правило Лопиталя гласит, что если предел (\lim{x \to a} \frac{f}{g}) приводит к неопределенности или , то этот предел можно вычислить как (\lim{x \to a} \frac{f'}{g'}), при условии, что этот новый предел существует.
Итак, применим правило Лопиталя:
Найдем производные числителя и знаменателя.
- Производная от ) по равна .
- Производная от по равна .
Подставим производные в предел:
[
\lim{x \to 0} \frac{\ln}{x} = \lim{x \to 0} \frac{\frac{1}{1+x}}{1} = \lim_{x \to 0} \frac{1}{1+x}
]
Теперь подставим в получившееся выражение:
Таким образом, предел .
Этот результат также можно интерпретировать с точки зрения разложения в ряд Тейлора. Разложение ) в окрестности имеет вид:
Если подставить это в предел, мы получим:
При все члены, содержащие , стремятся к нулю, и в итоге предел равен 1.