题目
lim _(xarrow +infty )x(sqrt ({x)^2+1}-x);
;
题目解答
答案
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解析
步骤 1:识别极限形式
给定的极限形式为 $\lim _{x\rightarrow +\infty }x(\sqrt {{x}^{2}+1}-x)$,这是一个不定型的极限,因为当$x$趋向于正无穷时,$\sqrt {{x}^{2}+1}$和$x$都趋向于正无穷,所以需要进行变形处理。
步骤 2:有理化处理
为了消除不定型,我们可以通过有理化的方法来处理。具体来说,我们乘以$\sqrt {{x}^{2}+1}+x$的共轭表达式,即$\sqrt {{x}^{2}+1}+x$,这样可以将根号内的表达式转化为一个更易于处理的形式。
步骤 3:简化表达式
将原表达式乘以$\sqrt {{x}^{2}+1}+x$的共轭表达式,得到:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }x(\sqrt {{x}^{2}+1}-x) = \lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {x({x}^{2}+1-{x}^{2})}{\sqrt {{x}^{2}+1}+x}$$
简化后得到:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {x}{\sqrt {{x}^{2}+1}+x}$$
步骤 4:进一步简化
将分子和分母同时除以$x$,得到:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {1}{\sqrt {1+\frac{1}{{x}^{2}}}+1}$$
当$x$趋向于正无穷时,$\frac{1}{{x}^{2}}$趋向于0,所以:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {1}{\sqrt {1+0}+1} = \dfrac {1}{2}$$
给定的极限形式为 $\lim _{x\rightarrow +\infty }x(\sqrt {{x}^{2}+1}-x)$,这是一个不定型的极限,因为当$x$趋向于正无穷时,$\sqrt {{x}^{2}+1}$和$x$都趋向于正无穷,所以需要进行变形处理。
步骤 2:有理化处理
为了消除不定型,我们可以通过有理化的方法来处理。具体来说,我们乘以$\sqrt {{x}^{2}+1}+x$的共轭表达式,即$\sqrt {{x}^{2}+1}+x$,这样可以将根号内的表达式转化为一个更易于处理的形式。
步骤 3:简化表达式
将原表达式乘以$\sqrt {{x}^{2}+1}+x$的共轭表达式,得到:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }x(\sqrt {{x}^{2}+1}-x) = \lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {x({x}^{2}+1-{x}^{2})}{\sqrt {{x}^{2}+1}+x}$$
简化后得到:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {x}{\sqrt {{x}^{2}+1}+x}$$
步骤 4:进一步简化
将分子和分母同时除以$x$,得到:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {1}{\sqrt {1+\frac{1}{{x}^{2}}}+1}$$
当$x$趋向于正无穷时,$\frac{1}{{x}^{2}}$趋向于0,所以:
$$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {1}{\sqrt {1+0}+1} = \dfrac {1}{2}$$