题目
lim _(x arrow 1)((1)/(x-1)-(3)/(x^2-1))=
$\lim _{x \rightarrow 1}\left(\frac{1}{x-1}-\frac{3}{x^2-1}\right)=$
题目解答
答案
我们要求的极限是:
$\lim_{x \to 1} \left( \frac{1}{x - 1} - \frac{3}{x^2 - 1} \right)$
第一步:观察分母
注意到 $ x^2 - 1 = (x - 1)(x + 1) $,因此我们可以尝试通分,将两个分数合并为一个分数。
第二步:通分
将两个分数合并:
$\frac{1}{x - 1} - \frac{3}{(x - 1)(x + 1)} = \frac{(x + 1) - 3}{(x - 1)(x + 1)}$
解释:第一个分数的分子乘以 $ x + 1 $,第二个分数已经有一个 $ (x - 1)(x + 1) $ 的分母,所以分子是 $ 3 $。
第三步:化简分子
$(x + 1) - 3 = x - 2$
所以整个表达式变为:
$\frac{x - 2}{(x - 1)(x + 1)}$
第四步:求极限
我们要求的是:
$\lim_{x \to 1} \frac{x - 2}{(x - 1)(x + 1)}$
代入 $ x = 1 $:
- 分子:$ x - 2 = 1 - 2 = -1 $
- 分母:$ (x - 1)(x + 1) = (1 - 1)(1 + 1) = 0 \cdot 2 = 0 $
所以这是一个 0/0 型极限,不能直接代入。
第五步:洛必达法则(L’Hospital’s Rule)
由于是 $ \frac{0}{0} $ 型,可以使用洛必达法则,对分子和分母分别求导:
- 分子导数:$ \frac{d}{dx}(x - 2) = 1 $
- 分母导数:$ \frac{d}{dx}[(x - 1)(x + 1)] = \frac{d}{dx}(x^2 - 1) = 2x $
所以极限变为:
$\lim_{x \to 1} \frac{1}{2x} = \frac{1}{2 \cdot 1} = \frac{1}{2}$
✅ 最终答案:
$\boxed{\frac{1}{2}}$