Untersuchen Sie, ob die folgenden Grenzwerte existieren, und bestimmen Sie sie gegebenen falls.
a

b

Hinweis zu b: Sie können verwenden, dass

gilt, wenn einer der beiden Grenzwerte existiert.
Lösung
a )
Die Funktion f(x) = ln(x) strebt gegen 0, wenn x gegen 1 strebt. Auch die Funktion g(x) = x-x2 strebt gegen 0, wenn x gegen 1 strebt.
Man könnte also vermuten, der Grenzwert wäre 0/0. Diesen können wir jedoch nicht berechnen.
Aufgaben dieser Art lassen sich mit der Regel von de l’Hospital lösen.
Die Regel lautet:
Wenn für zwei auf dem offenen Intervall ]a,b[ differenzierbare Funktionen f und g gilt:
![Rendered by QuickLaTeX.com f\left( a \right) = g\left( a \right) = 0\quad g\left( x \right) \ne 0\:\forall x \in \left] {a,b} \right[\backslash \left\{ a \right\}\quad g ^{\prime}\left( x \right) \ne 0](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-812b6da22b83b0046632a5459429f5ac_l3.png)
dann folgt daraus:

Was bedeutet das? Wir schauen uns die Schaubilder der Funktionen



Die Bedingungen der Regel von de l'Hospital sind erfüllt: Beide Funktionen sind differenzierbar auf dem offenen Intervall ]0,8[ und es gilt f(1) = g(1) = 0. g(x) ist außerdem in dem Intervall überall ? 0, außer bei 1.
Es gilt also:

Nun setzen wir die gegebenen Funktionen ein und erhalten:

Dass dies tatsächlich der korrekte Grenzwert ist, sehen wir an der Funktion des Quotienten, der an der Stelle 1 gleich -1 ist:

b )
Auch diese Aufgabe soll mit der Regel von de l’Hospital berechnet werden. Allerdings ergibt sich auf den ersten Blick kein geeigneter Quotient in

Zwar gilt, dass

aber das x strebt nicht gegen 0, sondern gegen unendlich. Wir können den Term aber wie folgt umformen:

Nun streben tatsächlich Zähler und Nenner des Bruches gegen 0, wenn x gegen unendlich strebt.
Zur Veranschaulichung hier der Graph der beiden Funktionen:

Wir berechnen den Grenzwert:

Und zum Vergleich der Graph mit der Funktion des Quotienten:



