x≈158.5 (∞/∞ 꼴): xlnx≈0.0320, x1≈0.00631 — 오른쪽으로 밀수록 둘 다 0에 붙습니다.증명 보기
먼저 ∞/∞ 보조정리: (A,∞)에서 미분가능하고 g′=0, g(x)→∞, g′(x)f′(x)→L (유한)이라 하자. x>A일 때 [A,x]에 코시 평균값 정리를 적용하면 어떤 ξx∈(A,x)에 대해 g(x)−g(A)f(x)−f(A)=g′(ξx)f′(ξx)이다.
정리하면 g(x)f(x)=g′(ξx)f′(ξx)(1−g(x)g(A))+g(x)f(A)이다. ε>0에 대해 t>A일 때 g′(t)f′(t)−L<2ε가 되도록 A를 잡으면 ξx>A이므로 g′(ξx)f′(ξx)−L<2ε이다. g(x)→∞이므로 x가 충분히 크면 g(x)g(A)<1이고 ∣g(x)∣∣f(A)−Lg(A)∣도 작아져서, g(x)f(x)−L<ε을 얻는다. ε이 임의이므로 g(x)f(x)→L이다 — 이것이 ∞/∞ 경우의 로피탈 정리이다.
f(x)=lnx, g(x)=x에 적용하면 g′(x)=1=0, g(x)→∞이고 g′(x)f′(x)=11/x=x1→0이다. 따라서 limx→∞xlnx=0이다.
limx→0+xlnx=0을 증명하세요. (힌트: 1/xlnx 꼴로 고쳐 쓰세요.)
xlnx=1/xlnx,(1/x)′(lnx)′=−1/x21/x=−xx→0+0
같은 ∞/∞ 장치 — x=1000에서 xlnx≈0.00691, x1=0.001. xlnx=1/xlnx로 고치면 g′f′=−x→0 (예: x=0.01에서 xlnx≈−0.0461, −x=−0.01).증명 보기