Gujarati

L'Hospital's rule and Limit of Indeterminate Form Questions in Gujarati

Class 11 Mathematics · Limits · L'Hospital's rule and Limit of Indeterminate Form

190+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 190 questions in Gujarati

1
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\sqrt {3x - a} - \sqrt {x + a} }}{{x - a}} = $
A
$\sqrt{2a}$
B
$1/\sqrt{2a}$
C
$2a$
D
$1/2a$

Solution

(B) લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\sqrt {3x - a} - \sqrt {x + a} }}{{x - a}}$ ની કિંમત શોધવા માટે,આપણે અંશનું સંમેયીકરણ કરીએ છીએ:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\sqrt {3x - a} - \sqrt {x + a} }}{{x - a}} \times \frac{{\sqrt {3x - a} + \sqrt {x + a} }}{{\sqrt {3x - a} + \sqrt {x + a} }}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{(3x - a) - (x + a)}}{{(x - a)(\sqrt {3x - a} + \sqrt {x + a})}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{2x - 2a}}{{(x - a)(\sqrt {3x - a} + \sqrt {x + a})}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{2(x - a)}}{{(x - a)(\sqrt {3x - a} + \sqrt {x + a})}}$
$= \frac{2}{{\sqrt {3a - a} + \sqrt {a + a}}} = \frac{2}{{\sqrt {2a} + \sqrt {2a}}} = \frac{2}{{2\sqrt {2a}}} = \frac{1}{{\sqrt {2a}}}$
વૈકલ્પિક રીતે,$L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\frac{d}{{dx}}(\sqrt {3x - a} - \sqrt {x + a})}}{{\frac{d}{{dx}}(x - a)}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\frac{3}{{2\sqrt {3x - a} }} - \frac{1}{{2\sqrt {x + a} }}}}{1}$
$= \frac{3}{{2\sqrt {2a} }} - \frac{1}{{2\sqrt {2a} }} = \frac{2}{{2\sqrt {2a} }} = \frac{1}{{\sqrt {2a}}}$
2
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\log x}}{{x - 1}} = $
A
$1$
B
$-1$
C
$0$
D
$\infty$

Solution

(A) $L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,આપણે અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\log x}}{{x - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\frac{d}{dx}(\log x)}}{{\frac{d}{dx}(x - 1)}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\frac{1}{x}}}{1}$
$= \frac{1}{1} = 1$
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
3
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\log \cos x}}{x} = $
A
$0$
B
$1$
C
$\infty$
D
$\text{આમાંથી કોઈ નહીં}$

Solution

(A) $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ હોવાથી $L'\text{Hospital's rule}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\log \cos x}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}(\log \cos x)}}{{\frac{d}{{dx}}(x)}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{1}{{\cos x}} \cdot (-\sin x)}}{1}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} (-\tan x)$
$= -\tan(0) = 0$
4
EasyMCQ
જો $f(9) = 9$ અને $f'(9) = 4$ હોય,તો $\mathop {\lim }\limits_{x \to 9} \frac{{\sqrt {f(x)} - 3}}{{\sqrt x - 3}} = $
A
$2$
B
$4$
C
$-2$
D
$-4$

Solution

(B) આપેલ લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to 9} \frac{{\sqrt {f(x)} - 3}}{{\sqrt x - 3}}$ છે.
કારણ કે $f(9) = 9$,તેથી $x \to 9$ લેતા પદ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ ધારણ કરે છે.
$L'\text{Hospital's rule}$ નો ઉપયોગ કરીને અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 9} \frac{\frac{d}{dx}(\sqrt{f(x)} - 3)}{\frac{d}{dx}(\sqrt{x} - 3)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 9} \frac{\frac{f'(x)}{2\sqrt{f(x)}}}{\frac{1}{2\sqrt{x}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 9} \frac{f'(x) \cdot \sqrt{x}}{\sqrt{f(x)}}$.
$f(9) = 9$ અને $f'(9) = 4$ કિંમતો મૂકતા:
$= \frac{f'(9) \cdot \sqrt{9}}{\sqrt{f(9)}} = \frac{4 \cdot 3}{\sqrt{9}} = \frac{12}{3} = 4$.
5
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{2^x} - 1}}{{{{(1 + x)}^{1/2}} - 1}} = $
A
$\log 2$
B
$\log 4$
C
$\log \sqrt{2}$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) $L$'$H$ôpital's rule નો ઉપયોગ કરીને,આપણે અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{2^x} - 1}}{{{{(1 + x)}^{1/2}} - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}({2^x} - 1)}}{{\frac{d}{{dx}}({{(1 + x)}^{1/2}} - 1)}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{2^x}\ln 2}}{{\frac{1}{2}{{(1 + x)}^{ - 1/2}}}}$
$x = 0$ મૂકતા:
$= \frac{{{2^0}\ln 2}}{{\frac{1}{2}{{(1 + 0)}^{ - 1/2}}}} = \frac{{1 \cdot \ln 2}}{{\frac{1}{2}}} = 2\ln 2 = \ln({2^2}) = \ln 4$.
6
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^{\sin x}} - 1}}{x} = $
A
$1$
B
$e$
C
$1/e$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) આપણે જાણીએ છીએ કે $\mathop {\lim }\limits_{u \to 0} \frac{e^u - 1}{u} = 1$ અને $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$.
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin x} - 1}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( \frac{e^{\sin x} - 1}{\sin x} \times \frac{\sin x}{x} \right)$
$= \left( \mathop {\lim }\limits_{\sin x \to 0} \frac{e^{\sin x} - 1}{\sin x} \right) \times \left( \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} \right)$
$= 1 \times 1 = 1$.
વૈકલ્પિક રીતે,$L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{e^{\sin x} - 1}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{d}{dx}(e^{\sin x} - 1)}{\frac{d}{dx}(x)}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\cos x \cdot e^{\sin x}}{1} = \cos(0) \cdot e^{\sin(0)} = 1 \cdot e^0 = 1$.
7
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {1 + \sin x} - \sqrt {1 - \sin x} }}{x} = $
A
$-1$
B
$1$
C
$2$
D
$-2$

Solution

(B) $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {1 + \sin x} - \sqrt {1 - \sin x} }}{x}$ ની કિંમત શોધવા માટે,આપણે $L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ કારણ કે તે $\frac{0}{0}$ અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
અંશ: $\frac{d}{dx}(\sqrt{1+\sin x} - \sqrt{1-\sin x}) = \frac{\cos x}{2\sqrt{1+\sin x}} + \frac{\cos x}{2\sqrt{1-\sin x}}$
છેદ: $\frac{d}{dx}(x) = 1$
$x \to 0$ માટે લક્ષ લેતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( \frac{\cos x}{2\sqrt{1+\sin x}} + \frac{\cos x}{2\sqrt{1-\sin x}} \right) = \frac{1}{2(1)} + \frac{1}{2(1)} = 1.$
8
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \pi /4} \frac{{\sin \alpha - \cos \alpha }}{{\alpha - \frac{\pi }{4}}} = $
A
$\sqrt{2}$
B
$1/\sqrt{2}$
C
$1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \pi /4} \frac{{\sin \alpha - \cos \alpha }}{{\alpha - \pi /4}}$.
અંશને આ રીતે લખી શકાય:
$\sin \alpha - \cos \alpha = \sqrt{2} \sin \left( \alpha - \frac{\pi}{4} \right)$.
લિમિટમાં કિંમત મૂકતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \pi /4} \frac{\sqrt{2} \sin \left( \alpha - \frac{\pi}{4} \right)}{\alpha - \frac{\pi}{4}}$.
પ્રમાણિત લિમિટ $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$ નો ઉપયોગ કરતા:
$L = \sqrt{2} \times 1 = \sqrt{2}$.
વૈકલ્પિક રીતે,$L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \pi /4} \frac{\cos \alpha + \sin \alpha}{1} = \frac{1}{\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}$.
9
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \tan x \log \sin x = $
A
$0$
B
$1$
C
$-1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \tan x \log \sin x$.
આ $\infty \times 0$ પ્રકારનું અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
આપણે પદાવલિને $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\log \sin x}{\cot x}$ તરીકે ફરીથી લખી શકીએ.
$L'\text{Hospital's rule}$ લાગુ પાડતા,આપણે અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\frac{d}{dx}(\log \sin x)}{\frac{d}{dx}(\cot x)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\frac{1}{\sin x} \cos x}{-\csc^2 x}$.
પદાવલિનું સાદું રૂપ આપતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\cot x}{-\csc^2 x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} (-\cos x \sin x)$.
જેમ $x \to \frac{\pi }{2}$,તેમ $\cos x \to 0$ અને $\sin x \to 1$.
તેથી,$L = -(0 \times 1) = 0$.
10
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{\theta \to \pi /2} (\sec \theta - \tan \theta ) = $
A
$0$
B
$0.5$
C
$2$
D
$\infty $

Solution

(A) આપણે $\mathop {\lim }\limits_{\theta \to \pi /2} (\sec \theta - \tan \theta )$ ની કિંમત શોધવાની છે.
$\sec \theta = \frac{1}{\cos \theta}$ અને $\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta}$ મૂકતા,આપણને મળે છે:
$\mathop {\lim }\limits_{\theta \to \pi /2} \left( \frac{1 - \sin \theta}{\cos \theta} \right)$.
જ્યારે $\theta \to \pi /2$,ત્યારે આ $\frac{0}{0}$ અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
નિત્યસમ $1 - \sin \theta = \left( \cos \frac{\theta}{2} - \sin \frac{\theta}{2} \right)^2$ અને $\cos \theta = (\cos \frac{\theta}{2} - \sin \frac{\theta}{2})(\cos \frac{\theta}{2} + \sin \frac{\theta}{2})$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{\theta \to \pi /2} \frac{\cos \frac{\theta}{2} - \sin \frac{\theta}{2}}{\cos \frac{\theta}{2} + \sin \frac{\theta}{2}} = \frac{\cos(\pi/4) - \sin(\pi/4)}{\cos(\pi/4) + \sin(\pi/4)} = 0$.
11
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\tan 2x - x}}{{3x - \sin x}} = $
A
$0$
B
$1$
C
$1/2$
D
$1/3$

Solution

(C) $L-Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,આપણે અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\tan 2x - x}}{{3x - \sin x}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}(\tan 2x - x)}}{{\frac{d}{{dx}}(3x - \sin x)}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{2\sec^2 2x - 1}}{{3 - \cos x}}$
$x = 0$ મૂકતા:
$= \frac{{2\sec^2(0) - 1}}{{3 - \cos(0)}} = \frac{{2(1)^2 - 1}}{{3 - 1}} = \frac{{2 - 1}}{2} = \frac{1}{2}$.
12
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\cos ax - \cos bx}}{{{x^2}}} = $
A
$\frac{{{a^2} - {b^2}}}{2}$
B
$\frac{{{b^2} - {a^2}}}{2}$
C
${a^2} - {b^2}$
D
${b^2} - {a^2}$

Solution

(B) ત્રિકોણમિતીય નિત્યસમ $\cos C - \cos D = 2 \sin \left( \frac{C+D}{2} \right) \sin \left( \frac{D-C}{2} \right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\cos ax - \cos bx}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{2 \sin \left( \frac{ax+bx}{2} \right) \sin \left( \frac{bx-ax}{2} \right)}}{{{x^2}}}$
$= 2 \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( \frac{\sin \left( \frac{a+b}{2}x \right)}{x} \right) \left( \frac{\sin \left( \frac{b-a}{2}x \right)}{x} \right)$
$= 2 \cdot \left( \frac{a+b}{2} \right) \cdot \left( \frac{b-a}{2} \right) = 2 \cdot \frac{b^2 - a^2}{4} = \frac{b^2 - a^2}{2}$
વૈકલ્પિક રીતે,$L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\cos ax - \cos bx}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{-a \sin ax + b \sin bx}}{{2x}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{-a^2 \cos ax + b^2 \cos bx}}{2} = \frac{-a^2(1) + b^2(1)}{2} = \frac{b^2 - a^2}{2}$
13
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} x \log (\sin x) = $
A
$0$
B
$-\infty$
C
$1$
D
$None \ \text{of these}$

Solution

(A) આપણે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} x \log (\sin x)$ ની કિંમત શોધવાની છે.
જ્યારે $x \to 0^+$,ત્યારે $\sin x \to 0^+$,તેથી $\log(\sin x) \to -\infty$.
આ $0 \times (-\infty)$ પ્રકારનું અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
આપણે પદને $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\log(\sin x)}{1/x}$ તરીકે લખી શકીએ.
$L$'$H$ôpital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{1}{\sin x} \cdot \cos x}{-1/x^2} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} -x^2 \cot x$.
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} -x \cdot (x \cot x) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} -x \cdot \frac{x}{\tan x}$.
કારણ કે $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{x}{\tan x} = 1$,તેથી $L = 0 \cdot 1 = 0$.
14
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( \frac{\sin x - x + \frac{x^3}{6}}{x^5} \right) = $
A
$1/120$
B
$-1/120$
C
$1/20$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) અમે $\sin x$ માટે ટેલર શ્રેણી વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$\sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \dots = x - \frac{x^3}{6} + \frac{x^5}{120} - \dots$
આને લિમિટના પદમાં મૂકતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{(x - \frac{x^3}{6} + \frac{x^5}{120} - \dots) - x + \frac{x^3}{6}}{x^5}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{x^5}{120} - \dots}{x^5}$
$= \frac{1}{120}$.
15
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left[ {\frac{1}{x} - \frac{{\log (1 + x)}}{{{x^2}}}} \right] =$
A
$\frac{1}{2}$
B
$-\frac{1}{2}$
C
$1$
D
$-1$

Solution

(A) આપણે લક્ષની કિંમત શોધવાની છે: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left[ {\frac{1}{x} - \frac{{\log (1 + x)}}{{{x^2}}}} \right]$.
પદોને એક અપૂર્ણાંકમાં ભેગા કરો:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left[ {\frac{x - \log (1 + x)}{{x^2}}} \right]$.
આ $\frac{0}{0}$ અનિશ્ચિત સ્વરૂપ હોવાથી,આપણે $L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{d}{dx}(x - \log (1 + x))}{\frac{d}{dx}(x^2)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1 - \frac{1}{1+x}}{2x}$.
પદનું સાદું રૂપ આપતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{1+x-1}{1+x}}{2x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{x}{2x(1+x)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1}{2(1+x)}$.
$x = 0$ મૂકતા:
$\frac{1}{2(1+0)} = \frac{1}{2}$.
16
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \alpha } \frac{{\sin x - \sin \alpha }}{{x - \alpha }} = $
A
$0$
B
$1$
C
$\sin \alpha $
D
$\cos \alpha $

Solution

(D) આપણે લક્ષની કિંમત શોધવાની છે: $\mathop {\lim }\limits_{x \to \alpha } \frac{{\sin x - \sin \alpha }}{{x - \alpha }}$.
જ્યારે $x \to \alpha$ હોય ત્યારે આ $\frac{0}{0}$ પ્રકારનું અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
$L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{d}{dx}(\sin x - \sin \alpha) = \cos x$
$\frac{d}{dx}(x - \alpha) = 1$
આમ,લક્ષની કિંમત:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \alpha } \frac{\cos x}{1} = \cos \alpha $ થાય.
17
DifficultMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{2x - \pi}{\cos x} = $
A
$2$
B
$1$
C
$-2$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) આપેલ લક્ષ: $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{2x - \pi}{\cos x}$.
અહીં સ્વરૂપ $\frac{0}{0}$ હોવાથી,આપણે અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીને $L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરીશું:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{\frac{d}{dx}(2x - \pi)}{\frac{d}{dx}(\cos x)}$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{2}{-\sin x}$
$x = \pi /2$ મુકતા:
$L = \frac{2}{-\sin(\pi /2)} = \frac{2}{-1} = -2$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
18
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sin x - x}}{{{x^3}}} = $
A
$\frac{1}{3}$
B
$-\frac{1}{3}$
C
$\frac{1}{6}$
D
$-\frac{1}{6}$

Solution

(D) $\sin x$ ના ટેલર શ્રેણી વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરતા:
$\sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \dots$
આ કિંમતને લક્ષમાં મૂકતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{(x - \frac{x^3}{3!} + \frac{x^5}{5!} - \dots) - x}{x^3}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{-\frac{x^3}{6} + \frac{x^5}{120} - \dots}{x^3}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} (-\frac{1}{6} + \frac{x^2}{120} - \dots)$
$= -\frac{1}{6}$
વૈકલ્પિક રીતે,$L$-હોસ્પિટલના નિયમનો ત્રણ વાર ઉપયોગ કરતા સમાન પરિણામ મળે છે.
19
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x\cos x - \sin x}}{{{x^2}\sin x}} = $
A
$\frac{1}{3}$
B
$-\frac{1}{3}$
C
$1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) આપણે લક્ષની કિંમત શોધવાની છે: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x\cos x - \sin x}}{{{x^2}\sin x}}$.
જ્યારે $x \to 0$ હોય ત્યારે આ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં હોવાથી,આપણે $L'\text{Hospital's rule}$ નો ઉપયોગ કરીશું.
અંશનું વિકલન: $\frac{d}{dx}(x\cos x - \sin x) = -x\sin x$.
છેદનું વિકલન: $\frac{d}{dx}(x^2\sin x) = 2x\sin x + x^2\cos x$.
તેથી,લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{-\sin x}{2\sin x + x\cos x}$ બને છે.
ફરીથી $L'\text{Hospital's rule}$ વાપરતા:
અંશનું વિકલન: $-\cos x$.
છેદનું વિકલન: $3\cos x - x\sin x$.
લક્ષની કિંમત: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{-\cos x}{3\cos x - x\sin x} = \frac{-1}{3} = -\frac{1}{3}$.
20
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{{(1 + x)}^{1/2}} - {{(1 - x)}^{1/2}}}}{x} = $
A
$0$
B
$1/2$
C
$1$
D
$-1$

Solution

(C) લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{{(1 + x)}^{1/2}} - {{(1 - x)}^{1/2}}}}{x}$ ની ગણતરી કરવા માટે,આપણે સંમેયીકરણની રીત અથવા $L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ.
રીત $1$: સંમેયીકરણ
અંશ અને છેદને અનુબદ્ધ પદ $\frac{{{{(1 + x)}^{1/2}} + {{(1 - x)}^{1/2}}}}{{{{(1 + x)}^{1/2}} + {{(1 - x)}^{1/2}}}}$ વડે ગુણતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{(1 + x) - (1 - x)}}{{x({{(1 + x)}^{1/2}} + {{(1 - x)}^{1/2}})}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{2x}}{{x({{(1 + x)}^{1/2}} + {{(1 - x)}^{1/2}})}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{2}{{{{(1 + x)}^{1/2}} + {{(1 - x)}^{1/2}}}} = \frac{2}{{1 + 1}} = 1$.
રીત $2$: $L$-Hospital નો નિયમ
આ લક્ષ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં હોવાથી,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}({{(1 + x)}^{1/2}} - {{(1 - x)}^{1/2}})}}{{\frac{d}{{dx}}(x)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{1}{2}{{(1 + x)}^{ - 1/2}} - ( - \frac{1}{2}{{(1 - x)}^{ - 1/2}})}}{1} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( \frac{1}{{2\sqrt {1 + x} }} + \frac{1}{{2\sqrt {1 - x} }} \right) = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1$.
21
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {1 + x} - \sqrt {1 - x} }}{{{{\sin }^{ - 1}}x}} = $
A
$2$
B
$1$
C
$-1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {1 + x} - \sqrt {1 - x} }}{{{{\sin }^{ - 1}}x}}$.
અહીં સ્વરૂપ $\frac{0}{0}$ હોવાથી,આપણે $L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરીશું:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}(\sqrt {1 + x} - \sqrt {1 - x} )}}{{\frac{d}{{dx}}({{\sin }^{ - 1}}x)}}$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{1}{{2\sqrt {1 + x} }} + \frac{1}{{2\sqrt {1 - x} }}}}{{\frac{1}{{\sqrt {1 - {x^2}} }}}}$
$x = 0$ મૂકતા:
$L = \frac{{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}}}{1} = 1$.
22
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /4} \frac{{\sqrt 2 \cos x - 1}}{{\cot x - 1}} = $
A
$\frac{1}{{\sqrt 2 }}$
B
$\frac{1}{2}$
C
$\frac{1}{{2\sqrt 2 }}$
D
$1$

Solution

(B) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /4} \frac{{\sqrt 2 \cos x - 1}}{{\cot x - 1}}$.
આ સ્વરૂપ $\frac{0}{0}$ હોવાથી,આપણે $L$-Hospital નો નિયમ વાપરીએ:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /4} \frac{{\frac{d}{{dx}}(\sqrt 2 \cos x - 1)}}{{\frac{d}{{dx}}(\cot x - 1)}}$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /4} \frac{{-\sqrt 2 \sin x}}{{-\csc^2 x}}$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /4} \sqrt 2 \sin x \sin^2 x = \sqrt 2 \sin^3 x$
$x = \pi /4$ મૂકતા:
$L = \sqrt 2 \left( \frac{1}{{\sqrt 2 }} \right)^3 = \sqrt 2 \cdot \frac{1}{{2\sqrt 2 }} = \frac{1}{2}$.
23
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\cos x - \cos a}}{{\cot x - \cot a}} = $
A
$\frac{1}{2}{\sin ^3}a$
B
$\frac{1}{2}{\csc ^2}a$
C
$\sin ^3 a$
D
$\csc ^3 a$

Solution

(C) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\cos x - \cos a}}{{\cot x - \cot a}}$
અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીને એલ-હોસ્પિટલના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
અંશ: $\frac{d}{dx}(\cos x - \cos a) = -\sin x$
છેદ: $\frac{d}{dx}(\cot x - \cot a) = -\csc^2 x$
આમ,લક્ષ આ મુજબ થશે: $\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{-\sin x}{-\csc^2 x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{\sin x}{\frac{1}{\sin^2 x}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \sin^3 x$
$x \to a$ તરીકે લક્ષની કિંમત મુકતા: $\sin^3 a$.
24
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} {x^x} = $
A
$0$
B
$1$
C
$e$
D
$\text{આમાંથી કોઈ નહીં}$

Solution

(B) ધારો કે $y = x^x$. બંને બાજુ પ્રાકૃતિક લઘુગણક લેતા,$\log y = x \log x$ મળે.
હવે,$x \to 0^+$ માટે લક્ષની કિંમત મેળવીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} \log y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} x \log x = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} \frac{\log x}{1/x}$.
એલ-હોસ્પિટલના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} \frac{1/x}{-1/x^2} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} (-x) = 0$.
કારણ કે $\log y \to 0$,તેથી $y \to e^0 = 1$.
આમ,$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0^+} x^x = 1$.
25
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^{{x^2}}} - \cos x}}{{{x^2}}} = $
A
$\frac{3}{2}$
B
$-\frac{1}{2}$
C
$1$
D
આમાંથી કોઈ પણ નહીં

Solution

(A) આપણે $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^{{x^2}}} - \cos x}}{{{x^2}}}$ ની કિંમત શોધવાની છે.
${e^{{x^2}}}$ અને $\cos x$ માટે ટેલર શ્રેણીનો ઉપયોગ કરતા:
${e^{{x^2}}} = 1 + {x^2} + \frac{{{x^4}}}{{2!}} + \dots$
$\cos x = 1 - \frac{{{x^2}}}{{2!}} + \frac{{{x^4}}}{{4!}} - \dots$
લિમિટમાં આ કિંમતો મૂકતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{(1 + {x^2} + \frac{{{x^4}}}{2} + \dots) - (1 - \frac{{{x^2}}}{2} + \frac{{{x^4}}}{{24}} - \dots)}}{{{x^2}}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{x^2} + \frac{{{x^2}}}{2} + O({x^4})}}{{{x^2}}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} (1 + \frac{1}{2} + O({x^2})) = \frac{3}{2}$.
વૈકલ્પિક રીતે,$L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^{{x^2}}} - \cos x}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{2x{e^{{x^2}}} + \sin x}}{{2x}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( {e^{{x^2}}} + \frac{{\sin x}}{{2x}} \right)$
$= 1 + \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$.
26
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{({x^{ - 1}} - {a^{ - 1}})}}{{x - a}} = $
A
$1/a$
B
$-1/a$
C
$1/a^2$
D
$-1/a^2$

Solution

(D) આપણે લક્ષ્યની કિંમત શોધવાની છે: $\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{x^{-1} - a^{-1}}{x - a}$.
પગલું $1$: પદાવલિનું સાદું રૂપ આપો.
$\frac{x^{-1} - a^{-1}}{x - a} = \frac{\frac{1}{x} - \frac{1}{a}}{x - a} = \frac{\frac{a - x}{ax}}{x - a}$.
પગલું $2$: અપૂર્ણાંકનું સાદું રૂપ આપો.
$\frac{-(x - a)}{ax(x - a)} = -\frac{1}{ax}$ (જ્યાં $x \neq a$).
પગલું $3$: $x \to a$ લેતા.
$\mathop {\lim }\limits_{x \to a} (-\frac{1}{ax}) = -\frac{1}{a(a)} = -\frac{1}{a^2}$.
વૈકલ્પિક રીતે,$L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{\frac{d}{dx}(x^{-1} - a^{-1})}{\frac{d}{dx}(x - a)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{-x^{-2}}{1} = -\frac{1}{a^2}$.
27
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} (1 - \sin x)\tan x$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{\pi }{2}$
B
$1$
C
$0$
D
$\infty $

Solution

(C) આપણે લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} (1 - \sin x)\tan x$ ની કિંમત મેળવવાની છે.
પદને આ રીતે લખતા: $\mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} (1 - \sin x) \frac{\sin x}{\cos x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\sin x - \sin^2 x}{\cos x}$.
જ્યારે $x \to \frac{\pi }{2}$,ત્યારે આ પદ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ ધારણ કરે છે,જે અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
$L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\frac{d}{dx}(\sin x - \sin^2 x)}{\frac{d}{dx}(\cos x)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \frac{\pi }{2}} \frac{\cos x - 2\sin x \cos x}{-\sin x}$.
$x = \frac{\pi }{2}$ મુકતા:
$\frac{\cos(\frac{\pi }{2}) - 2\sin(\frac{\pi }{2})\cos(\frac{\pi }{2})}{-\sin(\frac{\pi }{2})} = \frac{0 - 2(1)(0)}{-1} = 0$.
28
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sin x + \log (1 - x)}}{{{x^2}}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$\frac{1}{2}$
C
$-\frac{1}{2}$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) $L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sin x + \log (1 - x)}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\cos x - \frac{1}{{1 - x}}}}{{2x}}$
ફરીથી $L$-Hospital નો નિયમ વાપરતા:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{ - \sin x - \frac{1}{{{{(1 - x)}^2}}}}}{2} = \frac{{ - 0 - 1}}{2} = - \frac{1}{2}$.
29
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {\left\{ {\tan \left( {\frac{\pi }{4} + x} \right)} \right\}^{1/x}} = $
A
$1$
B
$-1$
C
$e^2$
D
$e$

Solution

(C) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {\left\{ {\tan \left( {\frac{\pi }{4} + x} \right)} \right\}^{1/x}}$.
$\tan(A+B) = \frac{\tan A + \tan B}{1 - \tan A \tan B}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\tan(\frac{\pi}{4} + x) = \frac{1 + \tan x}{1 - \tan x}$ મળે છે.
તેથી,$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {\left( {\frac{{1 + \tan x}}{{1 - \tan x}}} \right)^{1/x}}$.
આ $1^\infty$ સ્વરૂપ છે,તેથી $L = e^{\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1}{x} (\frac{1 + \tan x}{1 - \tan x} - 1)}$.
$L = e^{\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1}{x} (\frac{1 + \tan x - 1 + \tan x}{1 - \tan x})} = e^{\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{2 \tan x}{x(1 - \tan x)}}$.
કારણ કે $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\tan x}{x} = 1$,તેથી $L = e^{2 \times 1 \times \frac{1}{1 - 0}} = e^2$.
30
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^{\tan x}} - {e^x}}}{{\tan x - x}} = $
A
$1$
B
$e$
C
${e^{-1}}$
D
$0$

Solution

(A) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^{\tan x}} - {e^x}}}{{\tan x - x}}$.
અંશમાંથી $e^x$ સામાન્ય લેતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^x}({e^{\tan x - x}} - 1)}}{{\tan x - x}}$.
લક્ષના ગુણધર્મ $\mathop {\lim }\limits_{u \to 0} \frac{e^u - 1}{u} = 1$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $u = \tan x - x$:
જ્યારે $x \to 0$,ત્યારે $u = \tan x - x \to 0$.
તેથી,પદાવલિ નીચે મુજબ થશે:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {e^x} \times \mathop {\lim }\limits_{u \to 0} \frac{e^u - 1}{u} = {e^0} \times 1 = 1 \times 1 = 1$.
31
DifficultMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {\left( {\frac{{{a^x} + {b^x} + {c^x}}}{3}} \right)^{2/x}}$ જ્યાં $(a, b, c > 0)$ નું મૂલ્ય શું છે?
A
$(abc)^3$
B
$abc$
C
$(abc)^{1/3}$
D
$(abc)^{2/3}$

Solution

(D) ધારો કે $y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} {\left( {\frac{{{a^x} + {b^x} + {c^x}}}{3}} \right)^{2/x}}$.
બંને બાજુ પ્રાકૃતિક લઘુગણક લેતા:
$\ln y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{2}{x} \ln \left( \frac{a^x + b^x + c^x}{3} \right)$.
આ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ હોવાથી,આપણે $L$'$H$ôpital ના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$\ln y = 2 \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{d}{dx} \ln \left( \frac{a^x + b^x + c^x}{3} \right)}{\frac{d}{dx} (x)}$.
$\ln y = 2 \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{3}{a^x + b^x + c^x} \cdot \frac{a^x \ln a + b^x \ln b + c^x \ln c}{3}$.
જ્યારે $x \to 0$,ત્યારે $a^x, b^x, c^x \to 1$:
$\ln y = 2 \cdot \frac{1}{3} (\ln a + \ln b + \ln c) = \frac{2}{3} \ln(abc) = \ln((abc)^{2/3})$.
તેથી,$y = (abc)^{2/3}$.
32
DifficultMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} {x^m}{(\log x)^n}$,જ્યાં $m, n \in N$ હોય,તેની કિંમત શું થાય?
A
$0$
B
$\frac{m}{n}$
C
$mn$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) આપણે $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0^ + } x^m (\log x)^n$ લક્ષની કિંમત મેળવીએ.
આ $0 \times \infty$ પ્રકારનું અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
આપણે પદને $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0^ + } \frac{(\log x)^n}{x^{-m}}$ તરીકે લખી શકીએ,જે $\frac{\infty}{\infty}$ સ્વરૂપ છે.
$L'\text{Hospital's rule}$ નો $n$ વખત ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું વારંવાર વિકલન કરતા.
$n$ વખત વિકલન કર્યા પછી,અંશ અચળ $n!$ બની જશે અને છેદમાં $x$ ની ઘાત રહેશે.
પરિણામે,$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0^ + } \frac{n! \cdot (-1)^n}{(-m)^n x^{-m}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0^ + } \frac{n! \cdot (-1)^n x^m}{(-m)^n}$ મળે.
અહીં $m > 0$ હોવાથી,જ્યારે $x \to 0^+$,ત્યારે $x^m \to 0$ થાય.
તેથી,લક્ષની કિંમત $0$ છે.
33
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{\log x}}{{{x^n}}}, \; n > 0$ ની કિંમત શું છે?
A
$0$
B
$1$
C
$\frac{1}{n}$
D
$\frac{1}{n!}$

Solution

(A) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{\log x}{x^n}$ જ્યાં $n > 0$.
જ્યારે $x \to \infty$ હોય ત્યારે આ $\frac{\infty}{\infty}$ સ્વરૂપમાં છે,તેથી આપણે $L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરીને અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{\frac{d}{dx}(\log x)}{\frac{d}{dx}(x^n)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{\frac{1}{x}}{n x^{n-1}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{1}{n x^n}$
જેમ $x \to \infty$,તેમ $n > 0$ માટે $x^n \to \infty$,તેથી આ પદ $0$ ને અનુલક્ષે છે.
34
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\log (x - a)}}{{\log ({e^x} - {e^a})}}$ નું મૂલ્ય શું છે?
A
$1$
B
$-1$
C
$0$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) આપેલ લક્ષ $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{{\log (x - a)}}{{\log ({e^x} - {e^a})}}$ છે.
જ્યારે $x \to a^+$,ત્યારે આ પદ $\frac{-\infty}{-\infty}$ સ્વરૂપમાં છે,તેથી આપણે $L$'$H$ôpital ના નિયમનો ઉપયોગ કરીશું:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{\frac{1}{x-a}}{\frac{e^x}{e^x - e^a}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{e^x - e^a}{(x-a)e^x}$.
આ હવે $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં છે. ફરીથી $L$'$H$ôpital નો નિયમ વાપરતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to a} \frac{e^x}{e^x + (x-a)e^x} = \frac{e^a}{e^a + 0} = 1$.
35
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \left[ {x\tan x - \left( {\frac{\pi }{2}} \right)\sec x} \right] = $
A
$1$
B
$-1$
C
$0$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \left[ {x\tan x - \left( {\frac{\pi }{2}} \right)\sec x} \right]$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \left[ {x \frac{\sin x}{\cos x} - \frac{\pi}{2} \frac{1}{\cos x}} \right] = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{2x \sin x - \pi}{2 \cos x}$
જ્યારે $x \to \pi/2$ હોય ત્યારે આ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં છે.
અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીને $L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{\frac{d}{dx}(2x \sin x - \pi)}{\frac{d}{dx}(2 \cos x)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \pi /2} \frac{2 \sin x + 2x \cos x}{-2 \sin x}$
$x = \pi/2$ મુકતા:
$L = \frac{2 \sin(\pi/2) + 2(\pi/2) \cos(\pi/2)}{-2 \sin(\pi/2)} = \frac{2(1) + \pi(0)}{-2(1)} = \frac{2}{-2} = -1$
36
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x{e^x} - \log (1 + x)}}{{{x^2}}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{2}{3}$
B
$\frac{1}{3}$
C
$\frac{1}{2}$
D
$\frac{3}{2}$

Solution

(D) ધારો કે $y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x{e^x} - \log (1 + x)}}{{{x^2}}}$.
આ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ હોવાથી,આપણે $L'\text{Hospital's rule}$ નો ઉપયોગ કરીશું.
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}(x{e^x} - \log (1 + x))}}{{\frac{d}{{dx}}({x^2})}}$
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^x} + x{e^x} - \frac{1}{{1 + x}}}}{{2x}}$.
ફરીથી,આ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ છે,તેથી ફરીથી $L'\text{Hospital's rule}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}}({e^x} + x{e^x} - \frac{1}{{1 + x}})}}{{\frac{d}{{dx}}(2x)}}$
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{e^x} + {e^x} + x{e^x} + \frac{1}{{{{(1 + x)}^2}}}}}{2}$
$x = 0$ મૂકતા:
$y = \frac{{{e^0} + {e^0} + 0 \cdot {e^0} + \frac{1}{{{{(1 + 0)}^2}}}}}{2} = \frac{{1 + 1 + 0 + 1}}{2} = \frac{3}{2}$.
37
MediumMCQ
જ્યારે $x$ એ $3$ ને અનુલક્ષે ત્યારે $\frac{x^3 - x^2 - 18}{x - 3}$ ના લક્ષનું મૂલ્ય શું થાય?
A
$3$
B
$9$
C
$18$
D
$21$

Solution

(D) ધારો કે $y = \lim_{x \to 3} \frac{x^3 - x^2 - 18}{x - 3}$.
$x = 3$ મૂકતા,આપણને $\frac{27 - 9 - 18}{3 - 3} = \frac{0}{0}$ સ્વરૂપ મળે છે.
$L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$y = \lim_{x \to 3} \frac{3x^2 - 2x}{1}$
$x = 3$ મૂકતા:
$y = 3(3)^2 - 2(3) = 27 - 6 = 21$.
38
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{{\tan }^{ - 1}}x}}{x}$ ની કિંમત શું છે?
A
$0$
B
$\infty$
C
$-1$
D
$1$

Solution

(D) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{{\tan }^{ - 1}}x}}{x}$.
$x = 0$ મૂકતા,આપણને $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ મળે છે.
$L$'$H$ôpital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{d}{dx}(\tan^{-1}x) = \frac{1}{1+x^2}$ અને $\frac{d}{dx}(x) = 1$.
તેથી,$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{1}{1+x^2}}{1} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1}{1+x^2}$.
$x \to 0$ લેતા,આપણને $\frac{1}{1+0^2} = 1$ મળે છે.
39
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x\cos x - \log (1 + x)}}{{{x^2}}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$1/2$
B
$0$
C
$1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x\cos x - \log (1 + x)}}{{{x^2}}}$,જે $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં છે.
$L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\cos x - x\sin x - \frac{1}{{1 + x}}}}{{2x}}$.
આ હજુ પણ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં છે. ફરીથી $L'Hospital$ નો નિયમ વાપરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{-\sin x - (\sin x + x\cos x) + \frac{1}{{{{(1 + x)}^2}}}}}{2}$.
$x \to 0$ લેતા:
$= \frac{{-\sin(0) - (\sin(0) + 0 \cdot \cos(0)) + \frac{1}{{{{(1 + 0)}^2}}}}}{2} = \frac{{0 - 0 + 1}}{2} = \frac{1}{2}$.
40
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{1 + \log x - x}}{{1 - 2x + {x^2}}} = $
A
$1$
B
$-1$
C
$0$
D
$-\frac{1}{2}$

Solution

(D) આપેલ લક્ષ $x \to 1$ માટે $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં છે.
$L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,આપણે અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{\frac{d}{dx}(1 + \log x - x)}{\frac{d}{dx}(1 - 2x + x^2)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{\frac{1}{x} - 1}{-2 + 2x}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{1 - x}{x(-2 + 2x)} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{-(x - 1)}{2x(x - 1)}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{-1}{2x} = -\frac{1}{2}$.
41
MediumMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{{\sin }^{ - 1}}x - {{\tan }^{ - 1}}x}}{{{x^3}}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$1$
C
$-1$
D
$1/2$

Solution

(D) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{{\sin }^{ - 1}}x - {{\tan }^{ - 1}}x}}{{{x^3}}}$,જે $\left( \frac{0}{0} \right)$ સ્વરૂપમાં છે.
$L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{1}{{\sqrt {1 - {x^2}} }} - \frac{1}{{1 + {x^2}}}}}{{3{x^2}}}$,જે હજુ પણ $\left( \frac{0}{0} \right)$ સ્વરૂપમાં છે.
ફરીથી $L'\text{Hospital}$ નો નિયમ વાપરતા:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{d}{{dx}} \left( (1 - {x^2})^{-1/2} - (1 + {x^2})^{-1} \right)}}{{6x}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{-\frac{1}{2}(1 - {x^2})^{-3/2}(-2x) - (-1)(1 + {x^2})^{-2}(2x)}}{{6x}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{x(1 - {x^2})^{-3/2} + 2x(1 + {x^2})^{-2}}}{{6x}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1}{6} \left[ (1 - {x^2})^{-3/2} + 2(1 + {x^2})^{-2} \right]$
$= \frac{1}{6} [1 + 2] = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$.
42
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\ln (\cos x)}}{{{x^2}}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$1$
C
$\frac{1}{2}$
D
$-\frac{1}{2}$

Solution

(D) આપેલ લક્ષ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં છે જ્યારે $x \to 0$.
$L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\ln (\cos x)}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\frac{1}{{\cos x}} \cdot (-\sin x)}}{{2x}}$
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{-\tan x}}{{2x}}$
ફરીથી $L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{-\sec^2 x}}{2}$
$= \frac{{-1^2}}{2} = -\frac{1}{2}$.
43
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \beta } \left[ {\frac{{{{\sin }^2}\alpha - {{\sin }^2}\beta }}{{{\alpha ^2} - {\beta ^2}}}} \right] = $
A
$0$
B
$1$
C
$\frac{{\sin \beta }}{\beta }$
D
$\frac{{\sin 2\beta }}{{2\beta }}$

Solution

(D) આપણે લક્ષની કિંમત શોધવાની છે: $\mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \beta } \frac{{{{\sin }^2}\alpha - {{\sin }^2}\beta }}{{{\alpha ^2} - {\beta ^2}}}$
જ્યારે $\alpha \to \beta$ હોય ત્યારે આ લક્ષ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપમાં હોવાથી,આપણે અંશ અને છેદનું $\alpha$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીને $L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$\frac{d}{d\alpha} (\sin^2 \alpha - \sin^2 \beta) = 2 \sin \alpha \cos \alpha = \sin 2\alpha$
$\frac{d}{d\alpha} (\alpha^2 - \beta^2) = 2\alpha$
હવે,$\alpha \to \beta$ લેતા:
$\mathop {\lim }\limits_{\alpha \to \beta } \frac{{\sin 2\alpha }}{{2\alpha }} = \frac{{\sin 2\beta }}{{2\beta }}$.
44
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{1 + \cos \pi x}}{{{{\tan }^2}\pi x}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$1/2$
C
$1$
D
$2$

Solution

(B) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{1 + \cos \pi x}}{{{{\tan }^2}\pi x}}$.
આ $\frac{0}{0}$ સ્વરૂપ છે.
$L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{-\pi \sin \pi x}}{{2 \tan \pi x \cdot \sec^2 \pi x \cdot \pi}}$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{-\sin \pi x}}{{2 \tan \pi x \cdot \sec^2 \pi x}}$
$\tan \pi x = \frac{\sin \pi x}{\cos \pi x}$ હોવાથી:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{-\cos^3 \pi x}}{2}$
$x = 1$ મુકતા:
$L = \frac{{-\cos^3 \pi}}{2} = \frac{{-(-1)^3}}{2} = \frac{1}{2}$.
45
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\log _e}(1 + x)}{{3^x - 1}} = $
A
$\log _e 3$
B
$0$
C
$1$
D
$\log _3 e$

Solution

(D) આપેલ લક્ષ: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\log _e}(1 + x)}{{3^x - 1}}$
આ $\frac{0}{0}$ અનિશ્ચિત સ્વરૂપમાં છે.
$L'\text{Hospital}$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરીને અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{d}{dx}[\log _e(1 + x)]}{\frac{d}{dx}[3^x - 1]} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{\frac{1}{1 + x}}{3^x \log _e 3}$
$x = 0$ મૂકતા:
$= \frac{\frac{1}{1 + 0}}{3^0 \log _e 3} = \frac{1}{1 \cdot \log _e 3} = \frac{1}{\log _e 3}$
$\frac{1}{\log _a b} = \log _b a$ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરતા:
$= \log _3 e$.
46
MediumMCQ
ધારો કે $f(2) = 4$ અને $f'(2) = 4$,તો $\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \,\frac{{xf(2) - 2f(x)}}{{x - 2}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$2$
B
$-2$
C
$-4$
D
$3$

Solution

(C) ધારો કે $L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{xf(2) - 2f(x)}}{{x - 2}}$.
અંશમાં $2f(2)$ ઉમેરતા અને બાદ કરતા:
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{xf(2) - 2f(2) + 2f(2) - 2f(x)}}{{x - 2}}$
$L = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left[ \frac{f(2)(x - 2)}{x - 2} - 2\frac{f(x) - f(2)}{x - 2} \right]$
$L = f(2) - 2 \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{f(x) - f(2)}{x - 2}$
$L = f(2) - 2f'(2)$
આપેલ છે કે $f(2) = 4$ અને $f'(2) = 4$:
$L = 4 - 2(4) = 4 - 8 = -4$.
47
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{\log {x^n} - [x]}}{{[x]}},$ જ્યાં $n \in N$ અને $[x]$ એ $x$ થી નાનો અથવા તેના જેટલો મહત્તમ પૂર્ણાંક દર્શાવે છે,તેની કિંમત શોધો.
A
કિંમત $-1$ છે
B
કિંમત $0$ છે
C
કિંમત $1$ છે
D
અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી

Solution

(A) આપણને લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{\log {x^n} - [x]}}{{[x]}}$ આપેલ છે.
આને $\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \left( \frac{{\log {x^n}}}{{[x]}} - \frac{{[x]}}{{[x]}} \right)$ તરીકે લખી શકાય.
જેમ $x \to \infty,$ $[x] \approx x$ થાય.
તેથી,$\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{\log {x^n}}}{{[x]}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{n \log x}}{x} = 0.$
આમ,અંતિમ જવાબ $0 - 1 = -1$ મળે છે.
48
EasyMCQ
જો $f(1) = 1$ અને $f'(1) = 2$ હોય,તો $\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\sqrt {f(x)} - 1}}{{\sqrt x - 1}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$2$
B
$4$
C
$1$
D
$1/2$

Solution

(A) ધારો કે $y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\sqrt {f(x)} - 1}}{{\sqrt x - 1}}$.
અંશ અને છેદને $(\sqrt{f(x)} + 1)$ અને $(\sqrt{x} + 1)$ વડે ગુણતા:
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{(\sqrt{f(x)} - 1)(\sqrt{f(x)} + 1)}{(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)} \times \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{f(x)} + 1}$
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{f(x) - 1}{x - 1} \times \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{f(x)} + 1}$
$f(1) = 1$ હોવાથી,$f(x) - 1$ ને $f(x) - f(1)$ તરીકે લખી શકાય:
$y = \left( \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{f(x) - f(1)}{x - 1} \right) \times \left( \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{f(x)} + 1} \right)$
$y = f'(1) \times \frac{\sqrt{1} + 1}{\sqrt{f(1)} + 1} = 2 \times \frac{2}{1 + 1} = 2 \times 1 = 2$.
વૈકલ્પિક રીતે,$L$-Hospital ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{\frac{1}{2\sqrt{f(x)}} f'(x)}{\frac{1}{2\sqrt{x}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{f'(x) \sqrt{x}}{\sqrt{f(x)}} = \frac{f'(1) \sqrt{1}}{\sqrt{f(1)}} = \frac{2 \times 1}{1} = 2$.
49
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{4^x} - {9^x}}}{{x({4^x} + {9^x})}} = $
A
$\log \left( {\frac{2}{3}} \right)$
B
$\frac{1}{2}\log \left( {\frac{3}{2}} \right)$
C
$\frac{1}{2}\log \left( {\frac{2}{3}} \right)$
D
$\log \left( {\frac{3}{2}} \right)$

Solution

(A) ધારો કે $y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{4^x} - {9^x}}}{{x({4^x} + {9^x})}}$. આ $\frac{0}{0}$ અનિશ્ચિત સ્વરૂપ છે.
$L'Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{4^x \ln 4 - 9^x \ln 9}{(4^x + 9^x) + x(4^x \ln 4 + 9^x \ln 9)}$
$x = 0$ મુકતા:
$y = \frac{\ln 4 - \ln 9}{2} = \frac{\ln(4/9)}{2} = \frac{\ln((2/3)^2)}{2} = \ln \left( \frac{2}{3} \right)$.
50
EasyMCQ
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{a^x} - {b^x}}}{{{e^x} - 1}} = $
A
$\log \left( {\frac{a}{b}} \right)$
B
$\log \left( {\frac{b}{a}} \right)$
C
$\log (a\,b)$
D
$\log \,(a + \,b)$

Solution

(A) આપણે લક્ષની કિંમત શોધવાની છે: $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{a^x} - {b^x}}}{{{e^x} - 1}}$.
રીત $1$: પ્રમાણિત લક્ષનો ઉપયોગ કરતા.
$\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{{a^x} - {b^x}}}{{{e^x} - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \left( \frac{\frac{a^x - 1}{x} - \frac{b^x - 1}{x}}{\frac{e^x - 1}{x}} \right)$.
પ્રમાણિત લક્ષ $\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{k^x - 1}{x} = \ln k$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= \frac{\ln a - \ln b}{\ln e} = \ln \left( \frac{a}{b} \right)$.
રીત $2$: $L-Hospital$ ના નિયમનો ઉપયોગ કરતા.
આ સ્વરૂપ $\frac{0}{0}$ હોવાથી,અંશ અને છેદનું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$= \mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{a^x \ln a - b^x \ln b}{e^x} = \frac{a^0 \ln a - b^0 \ln b}{e^0} = \ln a - \ln b = \ln \left( \frac{a}{b} \right)$.

Limits — L'Hospital's rule and Limit of Indeterminate Form · Frequently Asked Questions

1Are these Limits questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Limits Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.