Подробное решение
Возьмём пределlim x → 0 + ( atan ( x ) x ) \lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) x → 0 + lim ( x atan ( x ) ) Сделаем заменуu = atan ( x ) u = \operatorname{atan}{\left(x \right)} u = atan ( x ) x = tan ( u ) x = \tan{\left(u \right)} x = tan ( u ) получимlim x → 0 + ( atan ( x ) x ) = lim u → 0 + ( atan ( tan ( u ) 1 ) 1 − 1 tan ( u ) ) \lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{\tan{\left(u \right)}}{1} \right)}}{1^{-1} \tan{\left(u \right)}}\right) x → 0 + lim ( x atan ( x ) ) = u → 0 + lim 1 − 1 tan ( u ) atan ( 1 t a n ( u ) ) =lim u → 0 + ( atan ( tan ( u ) ) tan ( u ) ) = lim u → 0 + ( u tan ( u ) ) \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(\tan{\left(u \right)} \right)}}{\tan{\left(u \right)}}\right) = \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{u}{\tan{\left(u \right)}}\right) u → 0 + lim ( tan ( u ) atan ( tan ( u ) ) ) = u → 0 + lim ( tan ( u ) u ) =lim u → 0 + 1 1 u tan ( u ) \lim_{u \to 0^+} \frac{1}{\frac{1}{u} \tan{\left(u \right)}} u → 0 + lim u 1 tan ( u ) 1 /tan(u)\
= 1 / ( lim |------| )
u->0+\ u / преобразуемlim u → 0 + ( tan ( u ) u ) = lim u → 0 + ( sin ( u ) u cos ( u ) ) \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\tan{\left(u \right)}}{u}\right) = \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\sin{\left(u \right)}}{u \cos{\left(u \right)}}\right) u → 0 + lim ( u tan ( u ) ) = u → 0 + lim ( u cos ( u ) sin ( u ) ) =lim u → 0 + ( sin ( u ) u ) lim u → 0 + cos ( u ) = lim u → 0 + ( sin ( u ) u ) \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\sin{\left(u \right)}}{u}\right) \lim_{u \to 0^+} \cos{\left(u \right)} = \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\sin{\left(u \right)}}{u}\right) u → 0 + lim ( u sin ( u ) ) u → 0 + lim cos ( u ) = u → 0 + lim ( u sin ( u ) ) Пределlim u → 0 + ( sin ( u ) u ) \lim_{u \to 0^+}\left(\frac{\sin{\left(u \right)}}{u}\right) u → 0 + lim ( u sin ( u ) ) есть первый замечательный предел, он равен 1. Тогда, окончательный ответ:lim x → 0 + ( atan ( x ) x ) = 1 \lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = 1 x → 0 + lim ( x atan ( x ) ) = 1
Другие пределы при x→0, -oo, +oo, 1
lim x → ∞ ( atan ( x ) x ) = 0 \lim_{x \to \infty}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = 0 x → ∞ lim ( x atan ( x ) ) = 0 lim x → 0 − ( atan ( x ) x ) = 1 \lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = 1 x → 0 − lim ( x atan ( x ) ) = 1 Подробнее при x→0 слева lim x → 0 + ( atan ( x ) x ) = 1 \lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = 1 x → 0 + lim ( x atan ( x ) ) = 1 Подробнее при x→0 справа lim x → 1 − ( atan ( x ) x ) = π 4 \lim_{x \to 1^-}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = \frac{\pi}{4} x → 1 − lim ( x atan ( x ) ) = 4 π Подробнее при x→1 слева lim x → 1 + ( atan ( x ) x ) = π 4 \lim_{x \to 1^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = \frac{\pi}{4} x → 1 + lim ( x atan ( x ) ) = 4 π Подробнее при x→1 справа lim x → − ∞ ( atan ( x ) x ) = 0 \lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) = 0 x → − ∞ lim ( x atan ( x ) ) = 0 Подробнее при x→-oo /atan(x)\
lim |-------|
x->0+\ x / lim x → 0 + ( atan ( x ) x ) \lim_{x \to 0^+}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) x → 0 + lim ( x atan ( x ) ) /atan(x)\
lim |-------|
x->0-\ x / lim x → 0 − ( atan ( x ) x ) \lim_{x \to 0^-}\left(\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x}\right) x → 0 − lim ( x atan ( x ) )
Метод Лопиталя
К данной функции нет смысла применять правило Лопиталя, т.к. нет неопределённости вида 0/0 или oo/oo