题目
4.求下列极限(5)lim _(xarrow {0)^+}sqrt [x](cos sqrt {x)}
4.求下列极限
(5)
题目解答
答案
解:
(5)
解析
步骤 1:将极限问题转化为指数形式
将原极限问题转化为指数形式,即 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\sqrt [x]{\cos \sqrt {x}} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}e^{\ln(\cos \sqrt {x})^{1/x}}$。这样做的目的是为了利用指数函数的性质来简化问题。
步骤 2:利用对数的性质
利用对数的性质,将指数形式进一步转化为 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}e^{\frac{\ln(\cos \sqrt {x})}{x}}$。这样做的目的是为了将问题转化为求解一个分式的极限。
步骤 3:利用洛必达法则
由于当 $x\rightarrow {0}^{+}$ 时,分子和分母都趋于0,因此可以使用洛必达法则。对分子和分母分别求导,得到 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{\ln(\cos \sqrt {x})}{x} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{\frac{-\sin \sqrt {x}}{2\sqrt {x}\cos \sqrt {x}}}{1} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{-\sin \sqrt {x}}{2\sqrt {x}\cos \sqrt {x}}$。
步骤 4:简化极限表达式
由于 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{\sin \sqrt {x}}{\sqrt {x}} = 1$,因此 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{-\sin \sqrt {x}}{2\sqrt {x}\cos \sqrt {x}} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{-1}{2\cos \sqrt {x}} = -\frac{1}{2}$。
步骤 5:求解最终极限
将步骤 4 的结果代入步骤 2 的表达式中,得到 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}e^{\frac{\ln(\cos \sqrt {x})}{x}} = e^{-\frac{1}{2}}$。
将原极限问题转化为指数形式,即 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\sqrt [x]{\cos \sqrt {x}} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}e^{\ln(\cos \sqrt {x})^{1/x}}$。这样做的目的是为了利用指数函数的性质来简化问题。
步骤 2:利用对数的性质
利用对数的性质,将指数形式进一步转化为 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}e^{\frac{\ln(\cos \sqrt {x})}{x}}$。这样做的目的是为了将问题转化为求解一个分式的极限。
步骤 3:利用洛必达法则
由于当 $x\rightarrow {0}^{+}$ 时,分子和分母都趋于0,因此可以使用洛必达法则。对分子和分母分别求导,得到 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{\ln(\cos \sqrt {x})}{x} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{\frac{-\sin \sqrt {x}}{2\sqrt {x}\cos \sqrt {x}}}{1} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{-\sin \sqrt {x}}{2\sqrt {x}\cos \sqrt {x}}$。
步骤 4:简化极限表达式
由于 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{\sin \sqrt {x}}{\sqrt {x}} = 1$,因此 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{-\sin \sqrt {x}}{2\sqrt {x}\cos \sqrt {x}} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}\frac{-1}{2\cos \sqrt {x}} = -\frac{1}{2}$。
步骤 5:求解最终极限
将步骤 4 的结果代入步骤 2 的表达式中,得到 $\lim _{x\rightarrow {0}^{+}}e^{\frac{\ln(\cos \sqrt {x})}{x}} = e^{-\frac{1}{2}}$。