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大まかにはあっていますが、減点されそうです

まず(***)以降は書き間違いだろうから、そこは正しく書き直してください。

(**)はx=0のときでも成り立つので、
というところがまずいです。直前で両辺を|x|で割っているので、|x|≠0が前提になっています。よって得られた(**)はx≠0の全てのxで成り立つ、のが正しい。
両辺のx→0での極限をとって、とすれば減点されない。

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