题目
求lim _(xarrow 0)(dfrac (1)(x)-dfrac (1)({e)^x-1}) ()-|||-__ __.
求
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题目解答
答案
解:
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解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是处理$\frac{0}{0}$型不定式的方法,如洛必达法则或泰勒展开的应用。
解题核心思路:
当$x \rightarrow 0$时,原式$\frac{1}{x} - \frac{1}{e^x -1}$的两个分式均趋向无穷大,直接计算会导致$\infty - \infty$型未定式。通过通分将其转化为分式形式,再利用等价无穷小替换或洛必达法则化简求解。
破题关键点:
- 通分将表达式转化为单一分式,便于后续处理。
- 分子和分母在$x \rightarrow 0$时均为$0$,需应用洛必达法则或泰勒展开展开到足够阶数,消去低阶无穷小的影响。
步骤1:通分
原式可通分为:
$\lim_{x \rightarrow 0} \frac{e^x -1 -x}{x(e^x -1)}.$
步骤2:应用泰勒展开
将$e^x$展开到二阶项:
$e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2} + o(x^2).$
代入分子和分母:
- 分子:$e^x -1 -x = \frac{x^2}{2} + o(x^2)$
- 分母:$x(e^x -1) = x \cdot \left( x + \frac{x^2}{2} + o(x^2) \right) = x^2 + \frac{x^3}{2} + o(x^3)$
步骤3:化简比值
分子和分母的最高阶项均为$x^2$,因此:
$\frac{\frac{x^2}{2} + o(x^2)}{x^2 + \frac{x^3}{2} + o(x^3)} \approx \frac{\frac{x^2}{2}}{x^2} = \frac{1}{2}.$
当$x \rightarrow 0$时,极限值为$\frac{1}{2}$。