10174:
9678:
15202:
11617:
10169:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {x^{\frac {1}{2}}+x^{-{\frac {1}{2}}}}{x^{\frac {1}{2}}-x^{-{\frac {1}{2}}}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {{\frac {1}{2}}x^{-{\frac {1}{2}}}-{\frac {1}{2}}x^{-{\frac {3}{2}}}}{{\frac {1}{2}}x^{-{\frac {1}{2}}}+{\frac {1}{2}}x^{-{\frac {3}{2}}}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {-{\frac {1}{4}}x^{-{\frac {3}{2}}}+{\frac {3}{4}}x^{-{\frac {5}{2}}}}{-{\frac {1}{4}}x^{-{\frac {3}{2}}}-{\frac {3}{4}}x^{-{\frac {5}{2}}}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \cdots .}
18927:"Proposition I. Problême. Soit une ligne courbe AMD (AP = x, PM = y, AB = a ) telle que la valeur de l'appliquée y soit exprimée par une fraction, dont le numérateur & le dénominateur deviennent chacun zero lorsque x = a, c'est à dire lorsque le point P tombe sur le point donné B. On demande quelle doit être alors la valeur de l'appliquée BD. ...si l'on prend la difference du numérateur, & qu'on la divise par la difference du denominateur, apres avoir fait x = a = Ab ou AB, l'on aura la valeur cherchée de l'appliquée bd ou BD."
14594:
7064:
18931: : "Let there be a curve AMD (where AP = X, PM = y, AB = a) such that the value of the ordinate y is expressed by a fraction whose numerator and denominator each become zero when x = a; that is, when the point P falls on the given point B. One asks what shall then be the value of the ordinate BD. ... if one takes the differential of the numerator and if one divides it by the differential of the denominator, after having set x = a = Ab or AB, one will have the value sought of the ordinate bd or BD."
11152:
6591:
15197:{\displaystyle {\begin{aligned}&\lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}=\lim _{x\to c}{\frac {f(x)-0}{g(x)-0}}=\lim _{x\to c}{\frac {f(x)-f(c)}{g(x)-g(c)}}\\={}&\lim _{x\to c}{\frac {\left({\frac {f(x)-f(c)}{x-c}}\right)}{\left({\frac {g(x)-g(c)}{x-c}}\right)}}={\frac {\lim \limits _{x\to c}\left({\frac {f(x)-f(c)}{x-c}}\right)}{\lim \limits _{x\to c}\left({\frac {g(x)-g(c)}{x-c}}\right)}}={\frac {f'(c)}{g'(c)}}=\lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}.\end{aligned}}}
22:
9089:
11612:{\displaystyle {\begin{aligned}\lim _{x\to 1}\left({\frac {x}{x-1}}-{\frac {1}{\ln x}}\right)&=\lim _{x\to 1}{\frac {x\cdot \ln x-x+1}{(x-1)\cdot \ln x}}\\&\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 1}{\frac {\ln x}{{\frac {x-1}{x}}+\ln x}}\\&=\lim _{x\to 1}{\frac {x\cdot \ln x}{x-1+x\cdot \ln x}}\\&\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 1}{\frac {1+\ln x}{1+1+\ln x}}={\frac {1+0}{1+1+0}}.\end{aligned}}}
20167:
10491:
8609:
8223:
7059:{\displaystyle {\begin{aligned}\lim _{x\to 0}{\frac {2\sin(x)-\sin(2x)}{x-\sin(x)}}&\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 0}{\frac {2\cos(x)-2\cos(2x)}{1-\cos(x)}}\\&\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 0}{\frac {-2\sin(x)+4\sin(2x)}{\sin(x)}}\\&\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 0}{\frac {-2\cos(x)+8\cos(2x)}{\cos(x)}}={\frac {-2+8}{1}}=6.\end{aligned}}}
8771:
10744:
7317:
4921:
9397:
10209:
11906:
7568:
6030:
9671:
6568:
19857:
8329:
7895:
5783:
10531:
3784:
7087:
9139:
3564:
7914:
14460:
and where a finite limit is found after the first round of differentiation. This is only a special case of L'Hôpital's rule, because it only applies to functions satisfying stronger conditions than required by the general rule. However, many common functions have continuous derivatives (e.g.
7353:
9084:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}+e^{-x}}{e^{x}-e^{-x}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}-e^{-x}}{e^{x}+e^{-x}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}+e^{-x}}{e^{x}-e^{-x}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \cdots .}
9432:
6325:
19832:
17068:
4635:
16474:
18876:
11640:
10486:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {x^{\frac {1}{2}}+x^{-{\frac {1}{2}}}}{x^{\frac {1}{2}}-x^{-{\frac {1}{2}}}}}=\lim _{y\to \infty }{\frac {y+y^{-1}}{y-y^{-1}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{y\to \infty }{\frac {1-y^{-2}}{1+y^{-2}}}={\frac {1}{1}}=1.}
17833:
17681:
17343:
7646:
3571:
5794:
19266:
19407:
20162:{\displaystyle {\begin{aligned}\lim _{i}M(x_{i})&\leq \lim _{i}{\frac {f'(y_{i})}{g'(y_{i})}}+\varepsilon _{i}\\&=\lim _{i}{\frac {f'(y_{i})}{g'(y_{i})}}+\lim _{i}\varepsilon _{i}\\&=\lim _{i}{\frac {f'(y_{i})}{g'(y_{i})}}\end{aligned}}}
17526:
8604:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }f(x)=\lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}\cdot f(x)}{e^{x}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}{\bigl (}f(x)+f'(x){\bigr )}}{e^{x}}}=\lim _{x\to \infty }{\bigl (}f(x)+f'(x){\bigr )},}
5589:
1597:
13133:
18031:
1332:
12595:
13908:
13651:
13394:
10739:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {x^{\frac {1}{2}}+x^{-{\frac {1}{2}}}}{x^{\frac {1}{2}}-x^{-{\frac {1}{2}}}}}=\lim _{x\to \infty }{\frac {x+1}{x-1}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {1}{1}}=1.}
20273:
19513:
15897:
7312:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }x^{n}\cdot e^{-x}=\lim _{x\to \infty }{\frac {x^{n}}{e^{x}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {nx^{n-1}}{e^{x}}}=n\cdot \lim _{x\to \infty }{\frac {x^{n-1}}{e^{x}}}.}
3379:
3997:
12835:
9392:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}+e^{-x}}{e^{x}-e^{-x}}}=\lim _{y\to \infty }{\frac {y+y^{-1}}{y-y^{-1}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{y\to \infty }{\frac {1-y^{-2}}{1+y^{-2}}}={\frac {1}{1}}=1.}
12957:
12461:
5533:
11157:
4916:{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}&={\frac {2\cos ^{2}x}{(2\cos ^{2}x)e^{\sin x}+(x+\sin x\cos x)e^{\sin x}\cos x}}\\&={\frac {2\cos x}{2\cos x+x+\sin x\cos x}}e^{-\sin x},\end{aligned}}}
16825:
3311:
8218:{\displaystyle {\begin{aligned}\lim _{h\to 0}{\frac {f(x+h)+f(x-h)-2f(x)}{h^{2}}}&=\lim _{h\to 0}{\frac {f'(x+h)-f'(x-h)}{2h}}\\&=\lim _{h\to 0}{\frac {f''(x+h)+f''(x-h)}{2}}\\&=f''(x).\end{aligned}}}
2408:
1862:
16845:
10871:
3196:
16254:
13774:
13517:
12717:
1465:
2052:
7919:
6596:
4286:
16006:
13260:
11901:{\displaystyle \lim _{x\to 0^{+}\!}x^{x}=\lim _{x\to 0^{+}\!}e^{\ln(x^{x})}=\lim _{x\to 0^{+}\!}e^{x\cdot \ln x}=\lim _{x\to 0^{+}\!}\exp(x\cdot \ln x)=\exp({\lim \limits _{x\to 0^{+}\!\!}\,x\cdot \ln x}).}
7563:{\displaystyle \lim _{x\to 0^{+}}x\ln x=\lim _{x\to 0^{+}}{\frac {\ln x}{\frac {1}{x}}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 0^{+}}{\frac {\frac {1}{x}}{-{\frac {1}{x^{2}}}}}=\lim _{x\to 0^{+}}-x=0.}
6244:
5321:
5036:
4361:
2961:
12308:
9666:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {e^{x}+e^{-x}}{e^{x}-e^{-x}}}=\lim _{x\to \infty }{\frac {e^{2x}+1}{e^{2x}-1}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to \infty }{\frac {2e^{2x}}{2e^{2x}}}=1.}
14599:
14413:
6563:{\displaystyle \lim _{x\to 0}{\frac {e^{x}-1}{x^{2}+x}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ \lim _{x\to 0}{\frac {{\frac {d}{dx}}(e^{x}-1)}{{\frac {d}{dx}}(x^{2}+x)}}=\lim _{x\to 0}{\frac {e^{x}}{2x+1}}=1.}
15638:
15561:
12153:
16668:
16204:
2611:
1947:
2126:
241:
18450:
10949:
19862:
4640:
18096:
17905:
17686:
11064:
6169:
5246:
5101:
1619:
1162:. Application (or repeated application) of the rule often converts an indeterminate form to an expression that can be easily evaluated by substitution. The rule is named after the 17th-century
19677:
17537:
17185:
12060:
11137:
6293:
15330:
14229:
11992:
8710:
18687:
2467:
16734:
19589:
2245:
6025:{\displaystyle \liminf _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}\leq \liminf _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}\leq \limsup _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}\leq \limsup _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}},}
18340:
4206:
14352:
6097:
19546:
8654:
2499:
1725:
18682:
18631:
17177:
17128:
16583:
16534:
4552:
19672:
8764:
Sometimes L'Hôpital's rule does not reduce to an obvious limit in a finite number of steps, unless some intermediate simplifications are applied. Examples include the following:
4489:
19082:
19037:
14178:
15421:
15251:
14586:
7890:{\displaystyle \lim _{r\to 0}{\frac {Pr(1+r)^{n}}{(1+r)^{n}-1}}\ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ P\lim _{r\to 0}{\frac {(1+r)^{n}+rn(1+r)^{n-1}}{n(1+r)^{n-1}}}={\frac {P}{n}}.}
5778:{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {f(x)}{g(x)}}=\lim _{x\to \infty }\left({\frac {x+\sin(x)}{x}}\right)=\lim _{x\to \infty }\left(1+{\frac {\sin(x)}{x}}\right)=1+0=1.}
4409:
2813:
2327:
2287:
1781:
12864:
8752:
8324:
8275:
3793:
Differentiability of functions is a requirement because if a function is not differentiable, then the derivative of the functions is not guaranteed to exist at each point in
18531:
16764:
16234:
15745:
15709:
15477:
15449:
15377:
12624:
7641:
5377:
3839:
3815:
2857:
2770:
2726:
10204:
4627:
1372:
1228:
4950:
3779:{\displaystyle \lim _{x\to 1}{\frac {f(x)}{g(x)}}=\lim _{x\to 1}{\frac {x+1}{2x+1}}={\frac {\lim _{x\to 1}(x+1)}{\lim _{x\to 1}(2x+1)}}={\frac {2}{3}}\neq {\frac {1}{2}}.}
15293:
14546:
14289:
14110:
14060:
13681:
13424:
6060:
2634:
19622:
19124:
19119:
18374:
18256:
19275:
5438:
4598:
3058:
18572:
3014:
12364:
12340:
10981:
10526:
9122:
2883:
20511:
12963:
9427:
5412:
4032:
3084:
19852:
13163:
17914:
17385:
15765:
14006:
13977:
4136:
4087:
3372:
3343:
2695:
2666:
18290:
12196:
11007:
4058:
1241:
12467:
15658:
11937:
5581:
5561:
5181:
5161:
5141:
5121:
4429:
4156:
4107:
3903:
3883:
3863:
2833:
2746:
13780:
13523:
13266:
1473:
6588:. Applying L'Hôpital's rule a single time still results in an indeterminate form. In this case, the limit may be evaluated by applying the rule three times:
21632:
18216:
A simple but very useful consequence of L'Hopital's rule is that the derivative of a function cannot have a removable discontinuity. That is, suppose that
18906:
In the 17th and 18th centuries, the name was commonly spelled "l'Hospital", and he himself spelled his name that way. Since then, French spellings have
1952:
21620:
5443:
3911:
12723:
20172:
19412:
15778:
12870:
12374:
1602:
The differentiation of the numerator and denominator often simplifies the quotient or converts it to a limit that can be directly evaluated by
17063:{\displaystyle m(x)\leq {\frac {f(y)-f(x)}{g(y)-g(x)}}={\frac {{\frac {f(y)}{g(y)}}-{\frac {f(x)}{g(y)}}}{1-{\frac {g(x)}{g(y)}}}}\leq M(x).}
1870:
16769:
16469:{\displaystyle m(x)\leq {\frac {f(x)-f(y)}{g(x)-g(y)}}={\frac {{\frac {f(x)}{g(x)}}-{\frac {f(y)}{g(x)}}}{1-{\frac {g(y)}{g(x)}}}}\leq M(x)}
15207:
This follows from the difference quotient definition of the derivative. The last equality follows from the continuity of the derivatives at
3201:
21742:
21627:
2057:
10774:
3092:
337:
13687:
13430:
12630:
3559:{\displaystyle \lim _{x\to 1}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}=\lim _{x\to 1}{\frac {(x+1)'}{(2x+1)'}}=\lim _{x\to 1}{\frac {1}{2}}={\frac {1}{2}}.}
18466:
Thus, if a function is not continuously differentiable near a point, the derivative must have an essential discontinuity at that point.
21610:
21605:
4213:
15902:
21615:
21600:
20714:
13169:
1172:. Although the rule is often attributed to De l'Hôpital, the theorem was first introduced to him in 1694 by the Swiss mathematician
20902:
12221:
18184:, then L'Hôpital's rule would be applicable, but not absolutely necessary, since basic limit calculus will show that the limit of
21595:
16083:) will result in an extended real number, and so it is possible for them to take on the values ±∞. In the following two cases,
2332:
1786:
12158:
The following table lists the most common indeterminate forms and the transformations which precede applying l'Hôpital's rule:
12071:
1395:
21212:
20966:
20355:
16591:
16127:
2534:
17828:{\displaystyle \lim _{x\to c}\left(\limsup _{y\in S_{x}}{\frac {f(y)}{g(y)}}\right)=\limsup _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}.}
603:
578:
19827:{\displaystyle {\frac {f'(y_{i})}{g'(y_{i})}}+\varepsilon _{i}\geq \sup _{x_{i}<\xi <c}{\frac {f'(\xi )}{g'(\xi )}}}
17676:{\displaystyle \lim _{x\to c}\left(\liminf _{y\in S_{x}}{\frac {f(y)}{g(y)}}\right)=\liminf _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}}
17338:{\displaystyle m(x)\leq \liminf _{y\in S_{x}}{\frac {f(y)}{g(y)}}\leq \limsup _{y\in S_{x}}{\frac {f(y)}{g(y)}}\leq M(x).}
10891:
6174:
5251:
4966:
4291:
2891:
2289:
appears most commonly in the literature, but some authors sidestep this hypothesis by adding other hypotheses which imply
20531:
18981:
is already nonzero on the interval, or else the interval can be reduced in size so as not to contain the single zero of
18911:
18036:
17845:
11012:
6109:
5186:
5041:
21773:
20764:
14357:
12004:
11101:
6257:
2967:
Where one of the above conditions is not satisfied, the conclusion of L'Hôpital's rule will be false in certain cases.
1079:
642:
20673:
Wazewski, T. (1949), "Quelques démonstrations uniformes pour tous les cas du théorème de l'Hôpital. Généralisations",
18871:{\displaystyle f'(a):=\lim _{x\to a}{\frac {f(x)-f(a)}{x-a}}=\lim _{x\to a}{\frac {h'(x)}{g'(x)}}=\lim _{x\to a}f'(x)}
15566:
15489:
160:
21710:
21569:
20584:
20558:
14183:
1134:
598:
316:
15298:
11942:
21124:
21040:
10749:
A common logical fallacy is to use L'Hôpital's rule to prove the value of a derivative by computing the limit of a
583:
16678:
21705:
21637:
21262:
21117:
21085:
20844:
19551:
18940:
The functional analysis definition of the limit of a function does not require the existence of such an interval.
10888:
as expected, but this computation requires the use of the very formula that is being proven. Similarly, to prove
7573:
919:
593:
568:
250:
18382:
21338:
21315:
21030:
15712:
3842:
2186:
8659:
21778:
21768:
21428:
21366:
21161:
21035:
20707:
20449:
18907:
701:
648:
529:
18887:
15352:
9136:
goes to infinity; with this substitution, this problem can be solved with a single application of the rule:
20914:
20892:
20324:
19518:
11098:, can sometimes be evaluated using L'Hôpital's rule. We again indicate applications of L'Hopital's rule by
10750:
5543:. But the ratio of the original functions does approach a limt, since the amplitude of the oscillations of
2975:
The necessity of the first condition can be seen by considering the counterexample where the functions are
2472:
1698:
355:
327:
21737:
18636:
18585:
17133:
17084:
16539:
16490:
8614:
4494:
1614:
1169:
438:
21722:
21488:
21102:
20924:
19631:
18295:
14451:
7643:(since only principal is being repaid); this is consistent with the formula for non-zero interest rates:
4438:
4161:
952:
560:
398:
370:
19042:
18997:
13921:
2413:
21107:
20877:
18137:
satisfy the hypotheses of L'Hôpital's rule, then no additional assumption is needed about the limit of
14115:
823:
787:
564:
443:
332:
322:
21526:
21473:
20404:
14425:) is the limit of the tangent slope at points approaching the origin, provided that this is defined.
12843:
8715:
8287:
1656:
587:
18477:
16745:
16215:
15726:
15690:
15458:
15430:
15358:
12603:
7619:
5329:
3935:
3820:
3796:
2838:
2751:
2707:
21642:
21413:
20961:
20700:
19261:{\displaystyle \lim _{i}m(x_{i})\leq \lim _{i}{\frac {f'(x_{i})}{g'(x_{i})}}\leq \lim _{i}M(x_{i})}
14297:
10179:
4603:
722:
282:
20362:
19402:{\displaystyle \lim _{x\to c}m(x)\leq \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}\leq \lim _{x\to c}M(x)}
18684:
since a polynomial function is always continuous everywhere. Applying L'Hopital's rule shows that
6299:
Here is a basic example involving the exponential function, which involves the indeterminate form
6065:
4952:, although it is undefined at infinitely many points. Further examples of this type were found by
4929:
1201:
21408:
21080:
20297:
15386:
15216:
14551:
14501:
14244:
14065:
14015:
13659:
13402:
4374:
3865:
exists because L'Hôpital's rule only requires the derivative to exist as the function approaches
2778:
2698:
2616:
2292:
2252:
1746:
1740:
1195:
1036:
828:
717:
19594:
19091:
15271:
10762:
8231:
6038:
21536:
21418:
21239:
21187:
20993:
20971:
20839:
18153:) does not exist. In this case, L'Hopital's theorem is actually a consequence of Cesàro–Stolz.
13926:
The Stolz–Cesàro theorem is a similar result involving limits of sequences, but it uses finite
13128:{\displaystyle \lim _{x\to c}(f(x)-g(x))=\lim _{x\to c}{\frac {1/g(x)-1/f(x)}{1/(f(x)g(x))}}\!}
10761:, assuming what is to be proved. For example, consider the proof of the derivative formula for
9675:
An arbitrarily large number of applications may never lead to an answer even without repeating:
5417:
4557:
3019:
2702:
1188:
1072:
1001:
962:
846:
782:
706:
20569:
A handbook of real variables. With applications to differential equations and
Fourier analysis
18536:
6254:
In the following computations, we indicate each application of L'Hopital's rule by the symbol
2978:
21662:
21521:
21433:
21090:
21025:
20998:
20988:
20909:
20897:
20882:
20854:
20409:
18026:{\displaystyle \liminf _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}=\limsup _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}=L}
17521:{\displaystyle \lim _{x\to c}m(x)=\lim _{x\to c}M(x)=\lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}=L.}
12349:
12325:
10954:
10496:
9094:
2862:
1628:
1337:
1327:{\textstyle \lim \limits _{x\to c}f(x)=\lim \limits _{x\to c}g(x)=0{\text{ or }}\pm \infty ,}
1046:
712:
483:
428:
389:
295:
20486:
9402:
5382:
4002:
3063:
21478:
21097:
20944:
20686:
20666:
20594:
19837:
18345:
18227:
14474:
13141:
12590:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}=\lim _{x\to c}{\frac {1/g(x)}{1/f(x)}}\!}
11912:
10758:
8768:
Two applications can lead to a return to the original expression that was to be evaluated:
1051:
1031:
957:
626:
545:
519:
433:
15750:
13982:
13953:
4112:
4063:
3348:
3319:
2671:
2642:
8:
21498:
21423:
21310:
21267:
21018:
21003:
20834:
20822:
20809:
20769:
20749:
18269:
14292:
14009:
13943:
13927:
13903:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)^{g(x)}=\exp \lim _{x\to c}{\frac {g(x)}{1/\ln f(x)}}\!}
13646:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)^{g(x)}=\exp \lim _{x\to c}{\frac {\ln f(x)}{1/g(x)}}\!}
13389:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)^{g(x)}=\exp \lim _{x\to c}{\frac {g(x)}{1/\ln f(x)}}\!}
12173:
11916:
10986:
4037:
1603:
1151:
1026:
996:
986:
873:
727:
524:
380:
263:
258:
3845:. The notable exception of the possibility of the functions being not differentiable at
1592:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}=\lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}.}
21587:
21562:
21393:
21346:
21287:
21252:
21247:
21227:
21222:
21217:
21182:
21129:
21112:
21013:
20887:
20872:
20817:
20784:
20654:
20618:
20466:
20426:
18962:
16041:
15643:
11922:
10754:
5566:
5546:
5166:
5146:
5126:
5106:
4414:
4141:
4092:
3888:
3868:
3848:
2818:
2731:
1155:
991:
894:
878:
818:
813:
808:
772:
653:
572:
478:
473:
277:
272:
10753:. Since applying l'Hôpital requires knowing the relevant derivatives, this amounts to
8754:
converges to positive or negative infinity, but the justification is then incomplete.)
5183:
may exhibit many oscillations of small amplitude but steep slope, which do not affect
21727:
21551:
21483:
21305:
21282:
21156:
21149:
21052:
20867:
20759:
20646:
20622:
20580:
20554:
20444:
20430:
20351:
4953:
1686:
1065:
899:
677:
555:
508:
365:
360:
10176:
This situation too can be dealt with by a transformation of variables, in this case
21685:
21468:
21381:
21361:
21292:
21202:
21144:
21136:
21070:
20983:
20744:
20739:
20638:
20610:
20572:
20462:
20458:
20418:
2180:
1632:
1173:
1098:
909:
803:
777:
638:
550:
514:
1631:. However, it is believed that the rule was discovered by the Swiss mathematician
21747:
21732:
21516:
21371:
21351:
21320:
21297:
21277:
21171:
20827:
20774:
20682:
20662:
20590:
20345:
17839:
15332:
indeterminate forms is given. Taylor notes that different proofs may be found in
13937:
11630:
to "move the exponent down". Here is an example involving the indeterminate form
11067:
1682:
1041:
914:
868:
863:
750:
663:
608:
21657:
21556:
21403:
21356:
21257:
21060:
20523:
17353:
17349:
11623:
6103:
924:
732:
499:
21075:
20614:
20576:
3992:{\displaystyle f(x)={\begin{cases}\sin x,&x\neq 0\\1,&x=0\end{cases}}}
21762:
21531:
21386:
21272:
20976:
20951:
20650:
12830:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)g(x)=\lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{1/g(x)}}\!}
1666:
1166:
904:
668:
418:
375:
21541:
21511:
21376:
20939:
20341:
20268:{\displaystyle \lim _{x\to c}m(x)\geq \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
19508:{\displaystyle \lim _{x\to c}M(x)\leq \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
15892:{\displaystyle {\frac {f(x)-f(y)}{g(x)-g(y)}}={\frac {f'(\xi )}{g'(\xi )}}}
10493:
Again, an alternative approach is to multiply numerator and denominator by
5535:
which does not approach a limit since cosine oscillates infinitely between
658:
403:
20304:. Scotland: School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews
18113:) diverges to infinity was not used within the proof. This means that if |
14415:. L'Hôpital's rule then states that the slope of the curve at the origin (
11066:
in the first place; a valid proof requires a different method such as the
20789:
20731:
20513:
instead yields a solution to the limit without need for l'Hôpital's rule.
12952:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=\infty ,\ \lim _{x\to c}g(x)=\infty \!}
12456:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=\infty ,\ \lim _{x\to c}g(x)=\infty \!}
9429:
at which point L'Hôpital's rule can immediately be applied successfully:
1021:
21:
19084:
both exist as they feature nondecreasing and nonincreasing functions of
15256:
The proof of a more general version of L'Hôpital's rule is given below.
11998:
dealt with in an example above: L'Hôpital may be used to determine that
21506:
21438:
21192:
21065:
20929:
20919:
20862:
20658:
20470:
20422:
20400:
18915:
14462:
13931:
9399:
Alternatively, the numerator and denominator can both be multiplied by
4432:
1159:
767:
691:
413:
408:
312:
16820:{\displaystyle S_{x}=\{y\mid y{\text{ is between }}x{\text{ and }}c\}}
10876:
Applying L'Hôpital's rule and finding the derivatives with respect to
3306:{\displaystyle \lim _{x\to 1}g(x)=\lim _{x\to 1}(2x+1)=2(1)+1=3\neq 0}
1625:
Analysis of the
Infinitely Small for the Understanding of Curved Lines
21700:
21448:
21443:
20754:
11627:
7899:
One can also use L'Hôpital's rule to prove the following theorem. If
6062:
exists, then it must lie between the inferior and superior limits of
3089:
The first condition is not satisfied for this counterexample because
696:
686:
20642:
18961:
to be zero more than once on the interval. If it had two zeros, the
10866:{\displaystyle \lim _{h\to 0}{\frac {(x+h)^{n}-x^{n}}{h}}=nx^{n-1}.}
3191:{\displaystyle \lim _{x\to 1}f(x)=\lim _{x\to 1}(x+1)=(1)+1=2\neq 0}
1620:
Analyse des
Infiniment Petits pour l'Intelligence des Lignes Courbes
21695:
21197:
20723:
15673:
13769:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=\infty ,\ \lim _{x\to c}g(x)=0\!}
13512:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=1,\ \lim _{x\to c}g(x)=\infty \!}
12712:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=0,\ \lim _{x\to c}g(x)=\infty \!}
7911:
and its second derivative is continuous on this neighborhood, then
3841:
is an open interval is grandfathered in from the hypothesis of the
762:
504:
461:
150:
20601:
Lettenmeyer, F. (1936), "Über die sogenannte
Hospitalsche Regel",
2047:{\displaystyle \lim _{x\to c}|f(x)|=\lim _{x\to c}|g(x)|=\infty ,}
21546:
20799:
15669:
7319:
Repeatedly apply L'Hôpital's rule until the exponent is zero (if
4281:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}={\frac {0}{0}}}
20350:(3rd illustrated ed.). John Wiley & Sons. p. 321.
16001:{\displaystyle m(x)\leq {\frac {f(x)-f(y)}{g(x)-g(y)}}\leq M(x)}
21715:
20779:
14470:
13255:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=0^{+},\lim _{x\to c}g(x)=0\!}
8228:
Sometimes L'Hôpital's rule is invoked in a tricky way: suppose
1617:(also written l'Hospital) published this rule in his 1696 book
1163:
13938:
Geometric interpretation: parametric curve and velocity vector
11622:
L'Hôpital's rule can be used on indeterminate forms involving
5528:{\displaystyle {\frac {f'(x)}{g'(x)}}={\frac {1+\cos(x)}{1}},}
2329:. For example, one may require in the definition of the limit
1113:
20794:
12303:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=0,\ \lim _{x\to c}g(x)=0\!}
2183:
to infinity is not necessary; in fact, it is sufficient that
1122:
17911:. In the case 2, and the squeeze theorem again asserts that
8712:(This result remains true without the added hypothesis that
1643:
The general form of L'Hôpital's rule covers many cases. Let
20692:
20295:
15213:. The limit in the conclusion is not indeterminate because
14466:
5038:
exists is essential; if it does not exist, the other limit
3985:
2522:
2403:{\textstyle \lim \limits _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}=L}
1857:{\textstyle \lim \limits _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}=L}
1107:
14438:
The proof of L'Hôpital's rule is simple in the case where
13950:-plane with coordinates given by the continuous functions
5788:
In a case such as this, all that can be concluded is that
1675:(for a two-sided limit) or an open interval with endpoint
108:, but can be completed to a continuous function on all of
11146:, convert the difference of two functions to a quotient:
4958:
1460:{\textstyle \lim \limits _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
20571:, Boston, MA: Birkhäuser Boston Inc., pp. xiv+201,
12148:{\displaystyle \lim _{x\to 0^{+}}x^{x}=\exp(0)=e^{0}=1.}
10951:, applying L'Hôpital requires knowing the derivative of
2527:
All four conditions for L'Hôpital's rule are necessary:
16663:{\displaystyle m(x)\leq {\frac {f(x)}{g(x)}}\leq M(x).}
16199:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=\lim _{x\to c}g(x)=0}
6099:. In the example, 1 does indeed lie between 0 and 2.)
4366:
2888:
Existence of limit of the quotient of the derivatives:
2606:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=\lim _{x\to c}g(x)=0}
2513:
be differentiable everywhere on an interval containing
1942:{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=\lim _{x\to c}g(x)=0}
15301:
15274:
14361:
14187:
8662:
8617:
6068:
6041:
2416:
2335:
2189:
1789:
1398:
1340:
1244:
1204:
20489:
20175:
19860:
19840:
19680:
19634:
19597:
19554:
19521:
19415:
19278:
19127:
19094:
19045:
19000:
18690:
18639:
18588:
18539:
18480:
18385:
18348:
18298:
18272:
18230:
18039:
17917:
17848:
17689:
17540:
17388:
17188:
17136:
17087:
16848:
16772:
16748:
16681:
16594:
16542:
16493:
16257:
16218:
16130:
15905:
15781:
15753:
15729:
15693:
15646:
15569:
15492:
15461:
15433:
15389:
15379:
be the open interval in the hypothesis with endpoint
15361:
15219:
14597:
14554:
14504:
14360:
14300:
14247:
14186:
14118:
14068:
14018:
13985:
13956:
13783:
13690:
13662:
13526:
13433:
13405:
13269:
13172:
13144:
12966:
12873:
12846:
12726:
12633:
12606:
12470:
12377:
12352:
12328:
12224:
12176:
12074:
12007:
11945:
11925:
11643:
11155:
11104:
11015:
10989:
10957:
10894:
10777:
10534:
10499:
10212:
10182:
9681:
9435:
9405:
9142:
9097:
8774:
8718:
8332:
8290:
8234:
7917:
7649:
7622:
7356:
7090:
6594:
6328:
6260:
6177:
6112:
5797:
5592:
5569:
5549:
5446:
5420:
5385:
5332:
5254:
5189:
5169:
5149:
5129:
5109:
5044:
4969:
4932:
4638:
4606:
4560:
4497:
4441:
4417:
4377:
4294:
4216:
4164:
4144:
4115:
4095:
4066:
4040:
4005:
3914:
3891:
3871:
3851:
3823:
3799:
3574:
3382:
3351:
3322:
3204:
3095:
3066:
3022:
2981:
2894:
2865:
2841:
2821:
2781:
2754:
2734:
2710:
2674:
2645:
2619:
2537:
2475:
2295:
2255:
2138:
throughout, the limits may also be one-sided limits (
2121:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}=L.}
2060:
1955:
1873:
1749:
1701:
1476:
1135:
1101:
163:
18957:
is continuous on the interval, it is impossible for
10944:{\displaystyle \lim _{x\to 0}{\frac {\sin(x)}{x}}=1}
7330:
Here is an example involving the indeterminate form
6239:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
5316:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
5031:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
4356:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
3788:
2956:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
1125:
1119:
1110:
1104:
4431:can be seen by the following counterexample due to
1659:: real numbers, positive or negative infinity. Let
1150:, is a mathematical theorem that allows evaluating
1116:
20505:
20267:
20161:
19846:
19826:
19666:
19616:
19583:
19540:
19507:
19401:
19260:
19113:
19076:
19031:
18870:
18676:
18625:
18566:
18525:
18444:
18368:
18334:
18284:
18250:
18091:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}}
18090:
18025:
17900:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}}
17899:
17827:
17675:
17520:
17356:are necessary since the existence of the limit of
17337:
17171:
17122:
17062:
16819:
16758:
16728:
16662:
16577:
16528:
16468:
16228:
16198:
16000:
15891:
15759:
15739:
15703:
15652:
15632:
15555:
15471:
15443:
15415:
15371:
15324:
15287:
15245:
15196:
14580:
14540:
14477:), so this special case covers most applications.
14407:
14346:
14283:
14223:
14172:
14104:
14054:
14000:
13971:
13902:
13768:
13675:
13645:
13511:
13418:
13388:
13254:
13157:
13127:
12951:
12858:
12829:
12711:
12618:
12589:
12455:
12358:
12334:
12302:
12190:
12147:
12054:
11986:
11931:
11900:
11611:
11131:
11059:{\displaystyle \lim _{h\to 0}{\frac {\sin(h)}{h}}}
11058:
11001:
10975:
10943:
10865:
10738:
10520:
10485:
10198:
10168:
9665:
9421:
9391:
9116:
9083:
8746:
8704:
8648:
8603:
8318:
8269:
8217:
7889:
7635:
7562:
7327:is fractional) to conclude that the limit is zero.
7311:
7058:
6562:
6287:
6238:
6164:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}}
6163:
6091:
6054:
6024:
5777:
5575:
5555:
5527:
5432:
5406:
5371:
5315:
5241:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}}
5240:
5175:
5155:
5135:
5115:
5096:{\displaystyle \lim _{x\to c}{\frac {f(x)}{g(x)}}}
5095:
5030:
4944:
4915:
4621:
4592:
4546:
4483:
4423:
4403:
4355:
4280:
4200:
4150:
4130:
4101:
4081:
4052:
4026:
3991:
3897:
3877:
3857:
3833:
3809:
3778:
3558:
3366:
3337:
3305:
3190:
3078:
3052:
3008:
2955:
2877:
2851:
2827:
2807:
2764:
2740:
2720:
2689:
2660:
2628:
2605:
2493:
2461:
2402:
2321:
2281:
2239:
2120:
2046:
1941:
1856:
1775:
1719:
1591:
1459:
1366:
1326:
1222:
235:
14492:are continuously differentiable at a real number
14408:{\displaystyle \textstyle {\frac {f'(t)}{g'(t)}}}
13899:
13765:
13642:
13508:
13385:
13251:
13124:
12948:
12826:
12708:
12586:
12452:
12299:
12055:{\displaystyle \lim _{x\to 0^{+}}x\cdot \ln x=0.}
11872:
11871:
11807:
11758:
11702:
11665:
11132:{\displaystyle \ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ }
9091:This situation can be dealt with by substituting
8326:converges to positive or negative infinity. Then:
6288:{\displaystyle \ {\stackrel {\mathrm {H} }{=}}\ }
3316:The second and third conditions are satisfied by
3313:. This means that the form is not indeterminate.
21760:
20208:
20177:
20090:
20060:
19991:
19902:
19866:
19841:
19754:
19556:
19448:
19417:
19372:
19311:
19280:
19230:
19161:
19129:
19047:
19002:
18836:
18775:
18712:
18641:
18590:
18407:
18300:
18041:
17970:
17919:
17850:
17775:
17712:
17691:
17626:
17563:
17542:
17452:
17421:
17390:
17263:
17205:
16683:
16163:
16132:
15633:{\displaystyle M(x)=\sup {\frac {f'(t)}{g'(t)}}}
15585:
15556:{\displaystyle m(x)=\inf {\frac {f'(t)}{g'(t)}}}
15508:
15130:
14811:
14720:
14657:
14606:
13838:
13785:
13732:
13692:
13581:
13528:
13475:
13435:
13324:
13271:
13218:
13174:
13020:
12968:
12915:
12875:
12771:
12728:
12675:
12635:
12523:
12472:
12419:
12379:
12266:
12226:
12076:
12009:
11947:
11787:
11738:
11682:
11645:
11508:
11413:
11340:
11233:
11161:
11017:
10896:
10779:
10705:
10639:
10536:
10403:
10317:
10214:
9981:
9807:
9683:
9602:
9516:
9437:
9309:
9223:
9144:
8976:
8876:
8776:
8664:
8619:
8537:
8446:
8365:
8334:
8108:
8019:
7923:
7758:
7651:
7526:
7466:
7396:
7358:
7261:
7201:
7137:
7092:
6939:
6826:
6710:
6600:
6511:
6410:
6330:
6179:
6114:
5962:
5911:
5860:
5799:
5702:
5645:
5594:
5256:
5191:
5046:
4971:
4296:
4218:
4166:
3711:
3678:
3627:
3576:
3515:
3445:
3384:
3237:
3206:
3128:
3097:
2896:
2570:
2539:
2191:
2062:
1998:
1957:
1906:
1875:
1529:
1478:
236:{\displaystyle \int _{a}^{b}f'(t)\,dt=f(b)-f(a)}
20603:Journal für die reine und angewandte Mathematik
20447:(1986). "Counterexamples to L'Hopital's Rule".
18145:): It could even be the case that the limit of
15325:{\textstyle {\frac {\pm \infty }{\pm \infty }}}
14224:{\displaystyle \textstyle {\frac {f(t)}{g(t)}}}
2970:
20322:
15351:be functions satisfying the hypotheses in the
11987:{\displaystyle \lim _{x\to 0^{+}}x\cdot \ln x}
3885:; the derivative does not need to be taken at
3374:. The fourth condition is also satisfied with
20708:
20339:
8593:
8554:
8515:
8476:
7905:is twice-differentiable in a neighborhood of
1230:for a (possibly infinite) accumulation point
1073:
18969:in the interval between the zeros such that
18102:. This is the result that was to be proven.
16814:
16786:
16729:{\displaystyle \lim _{x\to c}|g(x)|=\infty }
14428:
11073:
7616:is zero, the repayment amount per period is
7334:(see below), which is rewritten as the form
2488:
2482:
1714:
1708:
1217:
1211:
16:Mathematical rule for evaluating some limits
20629:Taylor, A. E. (1952), "L'Hospital's rule",
20600:
20302:The MacTutor History of Mathematics archive
19584:{\displaystyle \lim _{i}\varepsilon _{i}=0}
15333:
14112:. The slope of the tangent to the curve at
11142:For example, to evaluate a limit involving
6572:This is a more elaborate example involving
1179:L'Hôpital's rule states that for functions
25:Example application of l'Hôpital's rule to
20715:
20701:
20548:
20374:
18445:{\displaystyle f'(a)=\lim _{x\to a}f'(x).}
2469:must be defined everywhere on an interval
2240:{\textstyle \lim _{x\to c}|g(x)|=\infty .}
1080:
1066:
21743:Regiomontanus' angle maximization problem
20407:[About the limits of quotients].
15715:ensures that for any two distinct points
11911:It is valid to move the limit inside the
11875:
8705:{\textstyle \lim _{x\to \infty }f'(x)=0.}
2501:. Another method is to require that both
196:
21586:
20672:
20443:
20296:O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F.
16040:in the interval, for if it was not, the
15337:
14241:. The tangent to the curve at the point
2523:Counterexamples: necessity of hypotheses
2174:In the second case, the hypothesis that
20:
21091:Differentiating under the integral sign
13915:
604:Differentiating under the integral sign
21761:
20628:
20566:
20405:"Ueber die Grenzwerthe der Quotienten"
20387:
18965:would assert the existence of a point
15668:. (The symbols inf and sup denote the
15265:
4959:4. Limit of derivatives does not exist
4363:exists, L'Hôpital's rule still holds.
20967:Inverse functions and differentiation
20696:
20399:
19541:{\displaystyle \varepsilon _{i}>0}
16099:) will establish bounds on the ratio
8649:{\textstyle \lim _{x\to \infty }f(x)}
2494:{\displaystyle I\smallsetminus \{c\}}
1720:{\displaystyle I\smallsetminus \{c\}}
20437:
20393:
19088:, respectively. Consider a sequence
18677:{\displaystyle \lim _{x\to a}g(x)=0}
18626:{\displaystyle \lim _{x\to a}h(x)=0}
17172:{\displaystyle {\frac {g(x)}{g(y)}}}
17123:{\displaystyle {\frac {f(x)}{g(y)}}}
16578:{\displaystyle {\frac {g(y)}{g(x)}}}
16529:{\displaystyle {\frac {f(y)}{g(x)}}}
4547:{\displaystyle g(x)=f(x)e^{\sin x}.}
4371:The necessity of the condition that
4367:3. Derivative of denominator is zero
4138:is differentiable everywhere except
2775:Non-zero derivative of denominator:
20532:International Mathematical Olympiad
19667:{\displaystyle x_{i}<y_{i}<c}
19268:, as the inequality holds for each
18335:{\displaystyle \lim _{x\to a}f'(x)}
11078:Other indeterminate forms, such as
5103:may nevertheless exist. Indeed, as
4484:{\displaystyle f(x)=x+\sin x\cos x}
4201:{\displaystyle \lim _{x\to c}f'(x)}
2728:except possibly at the limit point
2462:{\textstyle {\frac {f'(x)}{g'(x)}}}
13:
20765:Free variables and bound variables
19077:{\displaystyle \lim _{x\to c}M(x)}
19032:{\displaystyle \lim _{x\to c}m(x)}
16751:
16723:
16221:
15732:
15696:
15464:
15436:
15364:
15316:
15308:
13722:
13664:
13505:
13411:
12945:
12905:
12853:
12847:
12705:
12613:
12449:
12409:
12353:
12329:
12164:Indeterminate form with f & g
11496:
11328:
11118:
10715:
10693:
10649:
10546:
10528:before applying L'Hôpital's rule:
10413:
10391:
10327:
10224:
10149:
9991:
9969:
9817:
9795:
9693:
9612:
9590:
9526:
9447:
9319:
9297:
9233:
9154:
9064:
8986:
8964:
8886:
8864:
8786:
8674:
8629:
8547:
8456:
8434:
8375:
8344:
7743:
7454:
7271:
7211:
7189:
7147:
7102:
6927:
6814:
6698:
6398:
6274:
5712:
5655:
5604:
5427:
5248:but do prevent the convergence of
4939:
4613:
3826:
3802:
2844:
2757:
2713:
2623:
2231:
2038:
1318:
145:Part of a series of articles about
14:
21790:
21570:The Method of Mechanical Theorems
18262:in some open interval containing
18180:) converges to a finite limit at
16032:) is always nonzero for distinct
14173:{\displaystyle (g(c),f(c))=(0,0)}
11939:has been "moved down". The limit
7604:the interest rate per period and
7572:Here is an example involving the
3789:2. Differentiability of functions
1208:
21125:Partial fractions in integration
21041:Stochastic differential equation
15268:, where a unified proof for the
15259:
8759:
7598:be the principal (loan amount),
3568:But the conclusion fails, since
2639:Differentiability of functions:
1097:
21263:Jacobian matrix and determinant
21118:Tangent half-angle substitution
21086:Fundamental theorem of calculus
20516:
20477:
19272:; this yields the inequalities
18988:
18943:
16044:would imply the existence of a
15660:ranges over all values between
14433:
12859:{\displaystyle \infty -\infty }
11009:, which amounts to calculating
8747:{\displaystyle e^{x}\cdot f(x)}
8319:{\displaystyle e^{x}\cdot f(x)}
7323:is an integer) or negative (if
4963:The requirement that the limit
1864:, a finite or infinite limit.
1638:
21339:Arithmetico-geometric sequence
21031:Ordinary differential equation
20463:10.1080/00029890.1986.11971912
20380:
20367:
20333:
20316:
20289:
20259:
20253:
20240:
20234:
20215:
20201:
20195:
20184:
20169:as desired. The argument that
20149:
20136:
20123:
20110:
20050:
20037:
20024:
20011:
19961:
19948:
19935:
19922:
19891:
19878:
19818:
19812:
19799:
19793:
19731:
19718:
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20326:Analyse des infiniment petits
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11994:is of the indeterminate form
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7610:the number of periods. When
7068:Here is an example involving
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4622:{\displaystyle x\to \infty .}
1223:{\textstyle I\setminus \{c\}}
1187:which are defined on an open
530:Integral of inverse functions
20722:
19515:. Fix a sequence of numbers
18211:
16008:for all choices of distinct
4945:{\displaystyle x\to \infty }
2971:1. Form is not indeterminate
1727:, the real-valued functions
7:
21316:Generalized Stokes' theorem
21103:Integration by substitution
18977:) = 0. So either
18881:
18164:)| diverges to infinity as
18121:)| diverges to infinity as
17179:become zero, and therefore
16016:in the interval. The value
15713:Cauchy's mean value theorem
15416:{\displaystyle g'(x)\neq 0}
15288:{\textstyle {\frac {0}{0}}}
15246:{\displaystyle g'(c)\neq 0}
15011:
14941:
14581:{\displaystyle g'(c)\neq 0}
14541:{\displaystyle f(c)=g(c)=0}
14452:continuously differentiable
14284:{\displaystyle (g(t),f(t))}
14105:{\displaystyle f(c)=g(c)=0}
14055:{\displaystyle (g(t),f(t))}
13676:{\displaystyle \infty ^{0}}
13419:{\displaystyle 1^{\infty }}
11851:
6249:
6055:{\textstyle {\frac {f}{g}}}
4554:Then there is no limit for
4404:{\displaystyle g'(x)\neq 0}
4208:still exists. Thus, since
3843:Cauchy's mean value theorem
2808:{\displaystyle g'(x)\neq 0}
2629:{\displaystyle \pm \infty }
2337:
2322:{\displaystyle g'(x)\neq 0}
2282:{\displaystyle g'(x)\neq 0}
1791:
1776:{\displaystyle g'(x)\neq 0}
1400:
1277:
1246:
953:Calculus on Euclidean space
371:Logarithmic differentiation
10:
21795:
20845:(ε, δ)-definition of limit
20567:Krantz, Steven G. (2004),
20549:Chatterjee, Dipak (2005),
20542:
19617:{\displaystyle x_{i}\to c}
19114:{\displaystyle x_{i}\to c}
18910:: the silent 's' has been
18292:. Suppose, moreover, that
17379:It is also the case that
14180:is the limit of the ratio
13919:
8270:{\displaystyle f(x)+f'(x)}
7574:mortgage repayment formula
5563:becomes small relative to
1783:. It is also assumed that
1609:
21774:Theorems in real analysis
21738:Proof that 22/7 exceeds π
21675:
21653:
21579:
21527:Gottfried Wilhelm Leibniz
21497:
21474:e (mathematical constant)
21459:
21331:
21238:
21170:
21051:
20853:
20808:
20730:
20615:10.1515/crll.1936.174.246
20577:10.1007/978-0-8176-8128-9
20553:, PHI Learning Pvt. Ltd,
19409:The next step is to show
18918:over the preceding vowel.
14429:Proof of L'Hôpital's rule
11915:because this function is
11074:Other indeterminate forms
5433:{\displaystyle c=\infty }
4593:{\displaystyle f(x)/g(x)}
4089:is not differentiable at
3053:{\displaystyle g(x)=2x+1}
2128:Although we have written
1627:), the first textbook on
687:Summand limit (term test)
21489:Stirling's approximation
20962:Implicit differentiation
20910:Rules of differentiation
20347:A History of Mathematics
20298:"De L'Hopital biography"
18893:
18567:{\displaystyle g(x)=x-a}
18469:
15486:in the interval, define
6035:so that if the limit of
3009:{\displaystyle f(x)=x+1}
2164:is a finite endpoint of
1367:{\textstyle g'(x)\neq 0}
366:Implicit differentiation
356:Differentiation notation
283:Inverse function theorem
21723:Euler–Maclaurin formula
21628:trigonometric functions
21081:Constant of integration
19834:, by the definition of
18474:Consider the functions
18098:exists and is equal to
17907:exists and is equal to
12359:{\displaystyle \infty }
12335:{\displaystyle \infty }
10976:{\displaystyle \sin(x)}
10521:{\displaystyle x^{1/2}}
9117:{\displaystyle y=e^{x}}
2878:{\displaystyle x\neq c}
2531:Indeterminacy of form:
829:Helmholtz decomposition
21692:Differential geometry
21537:Infinitesimal calculus
21240:Multivariable calculus
21188:Directional derivative
20994:Second derivative test
20972:Logarithmic derivative
20945:General Leibniz's rule
20840:Order of approximation
20507:
20506:{\displaystyle e^{-x}}
20269:
20163:
19848:
19828:
19668:
19618:
19585:
19542:
19509:
19403:
19262:
19115:
19078:
19033:
18872:
18678:
18627:
18568:
18527:
18459:is also continuous at
18446:
18370:
18336:
18286:
18252:
18092:
18027:
17901:
17829:
17677:
17522:
17339:
17173:
17124:
17064:
16821:
16800: is between
16760:
16730:
16664:
16579:
16530:
16470:
16230:
16200:
16002:
15893:
15761:
15741:
15705:
15654:
15634:
15557:
15473:
15445:
15417:
15373:
15326:
15289:
15247:
15198:
14582:
14542:
14409:
14348:
14285:
14225:
14174:
14106:
14056:
14002:
13973:
13904:
13770:
13677:
13647:
13513:
13420:
13390:
13256:
13159:
13129:
12953:
12860:
12831:
12713:
12620:
12591:
12457:
12360:
12336:
12304:
12192:
12149:
12056:
11988:
11933:
11902:
11613:
11133:
11060:
11003:
10977:
10945:
10867:
10740:
10522:
10487:
10200:
10170:
9667:
9423:
9422:{\displaystyle e^{x},}
9393:
9118:
9085:
8748:
8706:
8650:
8605:
8320:
8271:
8219:
7891:
7637:
7564:
7313:
7060:
6564:
6289:
6240:
6165:
6102:Note also that by the
6093:
6056:
6026:
5779:
5577:
5557:
5529:
5434:
5408:
5407:{\displaystyle g(x)=x}
5373:
5317:
5242:
5177:
5157:
5137:
5117:
5097:
5032:
4946:
4917:
4623:
4594:
4548:
4485:
4425:
4405:
4357:
4282:
4202:
4152:
4132:
4103:
4083:
4054:
4028:
4027:{\displaystyle g(x)=x}
3993:
3899:
3879:
3859:
3835:
3811:
3780:
3560:
3368:
3339:
3307:
3192:
3080:
3079:{\displaystyle x\to 1}
3054:
3010:
2957:
2879:
2853:
2829:
2809:
2766:
2742:
2722:
2691:
2662:
2630:
2607:
2495:
2463:
2404:
2323:
2283:
2241:
2122:
2048:
1943:
1858:
1777:
1721:
1623:(literal translation:
1615:Guillaume de l'Hôpital
1593:
1461:
1368:
1328:
1224:
1170:Guillaume De l'Hôpital
963:Limit of distributions
783:Directional derivative
439:Faà di Bruno's formula
237:
139:
21611:logarithmic functions
21606:exponential functions
21522:Generality of algebra
21400:Tests of convergence
21026:Differential equation
21010:Further applications
20999:Extreme value theorem
20989:First derivative test
20883:Differential operator
20855:Differential calculus
20524:"L'Hopital's Theorem"
20508:
20410:Mathematische Annalen
20270:
20164:
19849:
19847:{\displaystyle \sup }
19829:
19669:
19619:
19586:
19543:
19510:
19404:
19263:
19116:
19079:
19034:
18888:L'Hôpital controversy
18873:
18679:
18628:
18569:
18528:
18447:
18371:
18369:{\displaystyle f'(a)}
18337:
18287:
18266:, except perhaps for
18253:
18251:{\displaystyle f'(x)}
18093:
18028:
17902:
17830:
17678:
17523:
17340:
17174:
17125:
17065:
16822:
16761:
16731:
16665:
16580:
16531:
16471:
16231:
16201:
16003:
15894:
15762:
15742:
15706:
15655:
15635:
15558:
15474:
15446:
15423:on this interval and
15418:
15374:
15327:
15290:
15248:
15199:
14583:
14543:
14475:exponential functions
14410:
14349:
14286:
14226:
14175:
14107:
14057:
14003:
13974:
13905:
13771:
13678:
13648:
13514:
13421:
13391:
13257:
13160:
13158:{\displaystyle 0^{0}}
13130:
12954:
12861:
12832:
12714:
12621:
12592:
12458:
12361:
12337:
12305:
12193:
12150:
12057:
11989:
11934:
11903:
11614:
11134:
11061:
11004:
10978:
10946:
10868:
10741:
10523:
10488:
10201:
10171:
9668:
9424:
9394:
9119:
9086:
8749:
8707:
8651:
8606:
8321:
8272:
8220:
7892:
7638:
7565:
7314:
7061:
6565:
6290:
6246:also does not exist.
6241:
6171:does not exist, then
6166:
6106:form of the Rule, if
6094:
6057:
6027:
5780:
5578:
5558:
5530:
5435:
5409:
5374:
5318:
5243:
5178:
5158:
5138:
5118:
5098:
5033:
4947:
4918:
4624:
4595:
4549:
4486:
4426:
4406:
4358:
4283:
4203:
4153:
4133:
4104:
4084:
4055:
4029:
3994:
3900:
3880:
3860:
3836:
3812:
3781:
3561:
3369:
3340:
3308:
3193:
3081:
3055:
3011:
2958:
2880:
2854:
2830:
2810:
2767:
2743:
2723:
2692:
2663:
2631:
2608:
2496:
2464:
2405:
2324:
2284:
2242:
2123:
2049:
1944:
1859:
1778:
1722:
1657:extended real numbers
1629:differential calculus
1594:
1462:
1369:
1329:
1225:
1047:Mathematical analysis
958:Generalized functions
643:arithmetico-geometric
484:Leibniz integral rule
238:
24:
21779:Limits (mathematics)
21769:Theorems in calculus
21676:Miscellaneous topics
21616:hyperbolic functions
21601:irrational functions
21479:Exponential function
21332:Sequences and series
21098:Integration by parts
20487:
20173:
19858:
19838:
19678:
19632:
19595:
19552:
19519:
19413:
19276:
19125:
19092:
19043:
18998:
18912:removed and replaced
18688:
18637:
18586:
18574:. The continuity of
18537:
18478:
18383:
18346:
18296:
18270:
18228:
18037:
17915:
17846:
17687:
17538:
17386:
17186:
17134:
17085:
16846:
16770:
16746:
16679:
16592:
16585:become zero, and so
16540:
16491:
16255:
16216:
16128:
15903:
15779:
15760:{\displaystyle \xi }
15751:
15727:
15691:
15644:
15567:
15490:
15459:
15431:
15387:
15359:
15299:
15272:
15217:
14595:
14552:
14502:
14358:
14298:
14245:
14184:
14116:
14066:
14016:
14001:{\displaystyle f(t)}
13983:
13972:{\displaystyle g(t)}
13954:
13928:difference operators
13922:Stolz–Cesàro theorem
13916:Stolz–Cesàro theorem
13781:
13688:
13660:
13524:
13431:
13403:
13267:
13170:
13142:
12964:
12871:
12844:
12724:
12631:
12604:
12468:
12375:
12350:
12326:
12222:
12174:
12072:
12005:
11943:
11923:
11913:exponential function
11641:
11153:
11102:
11013:
10987:
10955:
10892:
10775:
10759:begging the question
10532:
10497:
10210:
10180:
9679:
9433:
9403:
9140:
9130:goes to infinity as
9095:
8772:
8716:
8660:
8615:
8330:
8288:
8232:
7915:
7647:
7620:
7354:
7088:
6592:
6326:
6258:
6175:
6110:
6066:
6039:
5795:
5590:
5567:
5547:
5444:
5418:
5383:
5330:
5252:
5187:
5167:
5147:
5127:
5107:
5042:
4967:
4930:
4926:which tends to 0 as
4636:
4604:
4558:
4495:
4439:
4415:
4375:
4292:
4214:
4162:
4142:
4131:{\displaystyle f(x)}
4113:
4093:
4082:{\displaystyle f(x)}
4064:
4038:
4003:
3912:
3889:
3869:
3849:
3821:
3797:
3572:
3380:
3367:{\displaystyle g(x)}
3349:
3338:{\displaystyle f(x)}
3320:
3202:
3093:
3064:
3020:
2979:
2892:
2863:
2839:
2819:
2779:
2752:
2732:
2708:
2690:{\displaystyle g(x)}
2672:
2661:{\displaystyle f(x)}
2643:
2617:
2535:
2473:
2414:
2333:
2293:
2253:
2249:The hypothesis that
2187:
2058:
1953:
1871:
1787:
1747:
1699:
1474:
1396:
1338:
1242:
1202:
1052:Nonstandard analysis
520:Lebesgue integration
390:Rules and identities
161:
21663:List of derivatives
21499:History of calculus
21414:Cauchy condensation
21311:Exterior derivative
21268:Lagrange multiplier
21004:Maximum and minimum
20835:Limit of a sequence
20823:Limit of a function
20770:Graph of a function
20750:Continuous function
20631:Amer. Math. Monthly
20363:Extract of page 321
20329:. pp. 145–146.
20323:L'Hospital (1696).
18285:{\displaystyle x=a}
18033:, and so the limit
15383:. Considering that
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11919:. Now the exponent
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723:Cauchy condensation
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178:
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21053:Integral calculus
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