Determinare gli eventuali α∈ℝ per i quali il limite indicato esiste finito e in tal caso calcolarlo:

lim x 0 1 2 · ln ( 1 + x 2 ) ( sin x ) 2 + 1 2 · tan ( x 2 ) x α  

Sviluppi di Taylor:

ln ( 1 + x 2 ) = x 2 x 4 2 + o ( x 4 )

sin x = x x 3 6 + o ( x 4 )

tan ( x 2 ) = x 2 + x 6 3 + o ( x 8 )

Sviluppo del numeratore:

N ( x ) = 1 2 · ln ( 1 + x 2 ) ( sin x ) 2 + 1 2 · tan ( x 2 ) = 1 2 · [ x 2 x 4 2 + o ( x 4 ) ] [ x x 3 6 + o ( x 4 ) ] 2 + 1 2 · [ x 2 + x 6 3 + o ( x 8 ) ] =

= x 2 2 x 4 4 + o ( x 4 ) x 2 x 6 36 + o ( x 8 ) + x 4 3 + o ( x 5 ) + o ( x 7 ) + x 2 2 + x 6 6 + o ( x 8 ) = 1 12 x 4 + 5 36 x 6 + o ( x 4 )

In conclusione:

lim x 0 1 2 · ln ( 1 + x 2 ) ( sin x ) 2 + 1 2 · tan ( x 2 ) x α = lim x 0 1 12 x 4 + 5 36 x 6 + o ( x 4 ) x α = lim x 0 1 12 + 5 36 x 2 + o ( 1 ) x α 4

Possono presentarsi tre casi:

{ α < 4 α 4 < 0 lim x 0 1 12 + 5 x 2 12 + o ( 1 ) x α 4 = 0 α = 4 α 4 = 0 lim x 0 1 12 + 5 x 2 12 + o ( 1 ) x 0 = 1 12 α > 4 α 4 > 0 lim x 0 1 12 + 5 x 2 12 + o ( 1 ) x α 4 = + ( non interessa )