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L'esperto di matematica

Un limite

Patrizia chiede aiuto in merito al calcolo del seguente limite: \[\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,{{\left( \frac{1+{{x}^{2}}}{x+{{x}^{2}}} \right)}^{2x}}\quad .\]
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Ricevo da Patrizia la seguente domanda:   Vorrei chiarimenti riguardo al seguente limite (n.493, pag.1534, Matematica.blu 2.0): \[\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,{{\left( \frac{1+{{x}^{2}}}{x+{{x}^{2}}} \right)}^{2x}}\quad .\] Grazie mille.   Le rispondo così:   Cara Patrizia, si tratta di un limite neperiano, che possiamo ridurre a forma canonica nel seguente modo: \[\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,{{\left( \frac{1+{{x}^{2}}}{x+{{x}^{2}}} \right)}^{2x}}=\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,{{\left( 1+\left( \frac{1+{{x}^{2}}}{x+{{x}^{2}}}-1 \right) \right)}^{2x}}=\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,{{\left( 1+\left( \frac{1-x}{x+{{x}^{2}}} \right) \right)}^{2x}}=\] \[=\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,{{\left( {{\left( 1+\frac{1}{\left( \frac{x+{{x}^{2}}}{1-x} \right)} \right)}^{\frac{x+{{x}^{2}}}{1-x}}} \right)}^{\frac{2x\left( 1-x \right)}{x+{{x}^{2}}}}}={{e}^{\underset{x\to \infty }{\mathop{\lim }}\,\frac{-2{{x}^{2}}+2x}{{{x}^{2}}+x}}}={{e}^{-2}}=\frac{1}{{{e}^{2}}}\quad .\] Massimo Bergamini

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