Evaluation of limit using L'Hopital's rule:
As $x \to +\infty$, $\ln x \to +\infty$ and $x^2 \to +\infty$, giving an indeterminate form of type $\left[\frac{\infty}{\infty}\right]$.
Applying L'Hopital's rule by differentiating numerator and denominator with respect to $x$:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{\frac{d}{dx}(\ln x)}{\frac{d}{dx}(x^2)} = \lim_{x \to +\infty} \frac{1/x}{2x} = \lim_{x \to +\infty} \frac{1}{2x^2}$.
As $x \to +\infty$, the denominator $2x^2 \to +\infty$, so:
$\frac{1}{2x^2} \to 0$.
Option breakdown:
- $1$ is incorrect.
- $-\infty$ is incorrect.
- $+\infty$ would occur if the power of $x$ were inverted.
- $0$ is the exact limit.
एल'हॉस्पिटल नियम द्वारा सीमा का मूल्यांकन:
जब $x \to +\infty$, तो $\ln x \to \infty$ तथा $x^2 \to \infty$, जो कि अनिर्धार्य रूप $\left[\frac{\infty}{\infty}\right]$ है।
अंश और हर का अलग-अलग अवकलन करने पर:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{1/x}{2x} = \lim_{x \to +\infty} \frac{1}{2x^2}$.
चूँकि $x \to +\infty$ होने पर हर अनंत की ओर बढ़ता है, अतः सम्पूर्ण व्यंजक का मान $0$ हो जाता है।
विकल्पों का विश्लेषण:
- $1$ अमान्य है।
- $-\infty$ अमान्य है।
- $+\infty$ अमान्य है।
- $0$ सही सीमा है।