Limit of ln((1+1/x)^(2x)) as x approaches infinity

Published on April 4, 2026

Calculus

Calculate the limit of the natural logarithm of (1+1/x) raised to the power of 2x as x approaches infinity, using logarithm properties and known limits or L'Hopital's rule.

Question

1+1/x 의 2x 승에 자연로그를 씌우고, x가 무한대로 갈때 이값은?

Answer

이 문제는 극한값 을 구하는 문제입니다.
먼저, 자연로그의 성질을 이용하여 식을 간단하게 만들 수 있습니다.
이므로,
이제 우리는 극한값 을 구해야 합니다.
이 극한은 형태의 부정형입니다. 이를 또는 형태로 바꾸어 로피탈의 정리를 적용하거나, 알려진 극한값을 이용할 수 있습니다.
방법 1: 알려진 극한값 이용
우리는 다음의 알려진 극한값을 알고 있습니다.
이 극한값을 이용하기 위해 로 치환합니다. 이면 입니다.
여기서 로 치환하면,
이 극한값은 1이므로,
방법 2: 로피탈의 정리 이용
먼저 극한식을 형태로 변환합니다.
분자와 분모에 대해 에 대한 미분을 적용합니다.
분자 미분:
분모 미분:
로피탈의 정리를 적용하면:
분자와 분모를 으로 나누면:
따라서, 가 무한대로 갈 때 의 값은 2입니다.

Theorems

• 자연로그의 성질

자연로그의 거듭제곱 성질은 입니다.

• 치환 적분법 (극한)

극한에서 변수를 치환하여 알려진 극한값으로 변환할 때 사용됩니다. 일 때 로 치환하면 이 됩니다.

• 기본 극한값

함께 사용되는 기본 극한값은 입니다.

• 로피탈의 정리

두 함수 와 가 일 때 모두 0 또는 모두 무한대로 갈 때, 입니다. 단, 우변의 극한이 존재해야 합니다.