极限lim _((x,y)arrow (0,0))dfrac (xy)(sqrt {2-{e)^xy}-1}=
极限
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题目解答
答案
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=-2
解析
考查要点:本题主要考查二元函数极限的计算,涉及分母有理化、等价无穷小替换等技巧。
解题核心思路:
当分母为根号表达式减常数时,通常通过有理化消除根号。利用分子分母同乘共轭表达式,将原式转化为更易处理的形式。进一步结合等价无穷小替换(如$e^{xy} -1 \sim xy$当$xy \to 0$时),简化表达式,最终求得极限值。
破题关键点:
- 有理化分母,将分母$\sqrt{2 - e^{xy}} -1$转化为$1 - e^{xy}$。
- 利用等价无穷小替换简化分母$1 - e^{xy}$,并结合分子中的$xy$进行约简。
- 注意符号变化,最终代入极限值计算。
步骤1:有理化分母
原式为:
$\lim _{(x,y)\rightarrow (0,0)}\dfrac {xy}{\sqrt {2-{e}^{xy}}-1}$
分子分母同乘共轭$\sqrt{2 - e^{xy}} +1$:
$\begin{aligned}\text{原式} &= \lim _{(x,y)\rightarrow (0,0)} \dfrac{xy (\sqrt{2 - e^{xy}} +1)}{(\sqrt{2 - e^{xy}} -1)(\sqrt{2 - e^{xy}} +1)} \\&= \lim _{(x,y)\rightarrow (0,0)} \dfrac{xy (\sqrt{2 - e^{xy}} +1)}{1 - e^{xy}}\end{aligned}$
步骤2:等价无穷小替换
当$(x,y) \to (0,0)$时,$xy \to 0$,故$e^{xy} \sim 1 + xy$,因此:
$1 - e^{xy} \sim -xy$
代入后表达式化简为:
$\lim _{(x,y)\rightarrow (0,0)} \dfrac{xy (\sqrt{2 - e^{xy}} +1)}{-xy} = \lim _{(x,y)\rightarrow (0,0)} -(\sqrt{2 - e^{xy}} +1)$
步骤3:代入极限值
当$xy \to 0$时,$e^{xy} \to 1$,故:
$\sqrt{2 - e^{xy}} \to \sqrt{2 -1} = 1$
因此:
$\lim _{(x,y)\rightarrow (0,0)} -(\sqrt{2 - e^{xy}} +1) = -(1 +1) = -2$