已知 lim _(xarrow infty )((dfrac {x+2a)(x-a))}^x=8 ,求 a.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的运算,特别是利用自然对数的底数$e$的极限表达式来求解参数的值。
解题核心思路:将给定的分式表达式转化为标准形式$\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{k}{x}\right)^x = e^k$,通过变形和变量替换找到对应的$k$值,进而建立方程求解$a$。
破题关键点:
- 分式变形:将$\frac{x+2a}{x-a}$改写为$1 + \frac{3a}{x-a}$,使其符合$1 + \frac{k}{\text{变量}}$的形式。
- 指数拆分:将原式拆分为$\left[\left(1 + \frac{3a}{x-a}\right)^{x-a}\right]^{\frac{x}{x-a}}$,利用$\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{k}{x}\right)^x = e^k$求解。
- 方程建立:根据极限结果等于$8$,得到$e^{3a} = 8$,最终解出$a$。
步骤1:分式变形
将分式$\frac{x+2a}{x-a}$改写为:
$\frac{x+2a}{x-a} = \frac{(x-a) + 3a}{x-a} = 1 + \frac{3a}{x-a}.$
步骤2:表达式重组
原极限表达式变为:
$\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{3a}{x-a}\right)^x.$
将指数$x$拆分为$(x-a) \cdot \frac{x}{x-a}$,得:
$\left[\left(1 + \frac{3a}{x-a}\right)^{x-a}\right]^{\frac{x}{x-a}}.$
步骤3:应用极限公式
当$x \to \infty$时,$x-a \to \infty$,因此:
$\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{3a}{x-a}\right)^{x-a} = e^{3a},$
且$\lim_{x \to \infty} \frac{x}{x-a} = 1$。因此原极限为:
$(e^{3a})^1 = e^{3a}.$
步骤4:建立方程求解
根据题意,$e^{3a} = 8$,取自然对数得:
$3a = \ln 8 = \ln 2^3 = 3 \ln 2,$
解得:
$a = \ln 2.$