这个问题,大家的 GPT 都能答对吗?

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hhjuteman   
Here is how we can find the limit of y = x ln(1 + 1/x) as x approaches 0 and positive infinity:
Limit as x → 0⁺
As x approaches 0 from the right side, 1/x approaches positive infinity. So we can rewrite the limit:
lim x→0⁺ x ln(1 + 1/x) = lim x→0⁺ x ln(1/x)
Now, using the properties of logarithms, ln(1/x) = -ln(x). So:
= lim x→0⁺ -x ln(x)
This is an indeterminate form of type 0 ⋅ ∞. We can use L'Hôpital's rule to evaluate it:
= lim x→0⁺ -ln(x) - 1 = -∞
Therefore, lim x→0⁺ x ln(1 + 1/x) = -∞
Limit as x → +∞
As x approaches positive infinity, 1/x approaches 0. Using the fact that ln(1+u) ≈ u for small u:
lim x→+∞ x ln(1 + 1/x) ≈ lim x→+∞ x ⋅ 1/x = lim x→+∞ 1 = 1
Therefore, lim x→+∞ x ln(1 + 1/x) = 1
In summary:
As x → 0⁺, y = x ln(1 + 1/x) → -∞
As x → +∞, y = x ln(1 + 1/x) → 1
claude3 opus 很准。
hhjuteman   
@hhjuteman 看了眼答案好像不准,不过我数学水平已经完全退化了,也不知道哪里有问题
mumbler   
初中以上的数学目前还没法
gxt92   
claude-3-opus-20240229
当 x 趋近于 0 时,y 的极限为 0 ;当 x 趋近于正无穷时,y 的极限为 1 。
claude-3-haiku-20240307
当 x 趋近于 0 和正无穷时,函数 y = x ln(1+1/x) 的极限都是 1
claude-3-sonnet-20240229
当 x 趋近于 0 和正无穷时,极限 y = x ln(1+1/x) 的值均为 1 。
貌似只有 opus 是对的
mooooooooooe   
用的 gpt plus 的 math gpts 回答的挺准确的甚至给出了 python 代码,v 站不支持 LaTeX 格式😅
import sympy as sp
x = sp.symbols('x')
expr = x * sp.log(1 + 1/x)
# 当 x 趋近于 0+ 时
limit_zero = sp.limit(expr, x, 0, dir='+')
# 当 x 趋近于 正无穷时
limit_infinity = sp.limit(expr, x, sp.oo)
limit_zero, limit_infinity
lxyv   
kimi
为了求解函数 \( y = x \ln(1 + \frac{1}{x}) \) 当 \( x \) 趋近于 0 和正无穷时的极限,我们可以分别考虑这两个情况。
### 当 \( x \) 趋近于 0 时
当 \( x \) 趋近于 0 时,我们有:
\[ y = x \ln\left(1 + \frac{1}{x}\right) \]
由于 \( \ln(1) = 0 \),我们可以将 \( 1 + \frac{1}{x} \) 展开为 \( 1 + \frac{1}{x} = \frac{x}{x} + \frac{1}{x} = x + \frac{1}{x} \),然后应用对数的性质:
\[ y = x \ln\left(x + \frac{1}{x}\right) \]
当 \( x \) 趋近于 0 时,\( \frac{1}{x} \) 趋近于正无穷,因此 \( x + \frac{1}{x} \) 趋近于 \( \frac{1}{x} \),所以:
\[ y \to 0 \ln\left(\frac{1}{x}\right) \]
由于对数函数 \( \ln \) 在 \( x \) 趋近于 0 时是无穷小量的高阶,所以:
\[ \lim_{x \to 0} y = \lim_{x \to 0} 0 \cdot \ln\left(\frac{1}{x}\right) = 0 \cdot (-\infty) = 0 \]
### 当 \( x \) 趋近于正无穷时
当 \( x \) 趋近于正无穷时,我们有:
\[ y = x \ln\left(1 + \frac{1}{x}\right) \]
由于 \( \frac{1}{x} \) 趋近于 0 ,我们可以利用对数的泰勒展开:
\[ \ln(1 + \epsilon) = \epsilon - \frac{\epsilon^2}{2} + o(\epsilon^2) \]
其中 \( \epsilon = \frac{1}{x} \),当 \( x \) 趋近于正无穷时,\( \epsilon \) 趋近于 0 。因此:
\[ y = x \left( \frac{1}{x} - \frac{1}{2x^2} + o\left(\frac{1}{x^2}\right) \right) \]
\[ y = 1 - \frac{1}{2x} + o\left(\frac{1}{x}\right) \]
由于 \( o\left(\frac{1}{x}\right) \) 表示比 \( \frac{1}{x} \) 更高阶的无穷小量,当 \( x \) 趋近于正无穷时,这一项将趋近于 0 。因此:
\[ \lim_{x \to \infty} y = 1 - 0 = 1 \]
综上所述,函数 \( y = x \ln(1 + \frac{1}{x}) \) 的极限在 \( x \) 趋近于 0 时为 0 ,在 \( x \) 趋近于正无穷时为 1 。
justsomac   
免费 claude:
```
当 x 趋近于 0 时:
利用洛必达法则,对 y=x ln(1+1/x)求极限。
lim(x→0) [x ln(1+1/x)] = lim(x→0) [ln(1+1/x)] / [1/x]
= lim(x→0) [(1+1/x)^(-1)] (利用对数导数公式)
= lim(x→0) [1/(1+1/x)]
= 1 (利用简单加减乘除求极限法则)
因此,当 x 趋近于 0 时,y=x ln(1+1/x)的极限为 0 。
当 x 趋近于正无穷时:
lim(x→+∞) [x ln(1+1/x)] = lim(x→+∞) ln(1+1/x) / [1/x] (利用洛必达法则)
= lim(x→+∞) [(1+1/x)^(-1)] (利用对数导数公式)
= lim(x→+∞) 1/(1+1/x)
= 1 (利用无穷小比较原理)
因此,当 x 趋近于正无穷时,y=x ln(1+1/x)的极限为 1 。
综上所述:
lim(x→0) [x ln(1+1/x)] = 0
lim(x→+∞) [x ln(1+1/x)] = 1
```
lihaokey   
我的 GPT4 为啥说都是 1
glaucus   
@lxyv 为什么我问 kimi 的回答是无论 x 趋近于 0 还是正无穷,函数的极限都是 1 。
lihaokey   
微软 copilot 的回答:正在执行任务:
求 y= x ln(1+1/x) 当 x 趋近于 0 和正无穷时的极限
当 ( x ) 趋近于 0 时,( y = x \ln(1+\frac{1}{x}) ) 的极限是 0 。
当 ( x ) 趋近于正无穷时,( y = x \ln(1+\frac{1}{x}) ) 的极限是 1 。
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