(8) lim _(xarrow 0)dfrac (xtan x)(sqrt {1-{x)^2}-1}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,涉及分母有理化、等价无穷小替换或泰勒展开的应用。
解题核心思路:
- 分母有理化:将分母$\sqrt{1-x^2}-1$乘以共轭$\sqrt{1-x^2}+1$,化简表达式。
- 约分简化:通过约分消去高阶无穷小项,将复杂分式转化为简单形式。
- 等价无穷小替换:利用$\tan x \sim x$(当$x \to 0$)进一步简化分子,或用泰勒展开分析分母。
破题关键点:
- 识别分母为$\sqrt{1-x^2}-1$的结构,通过有理化消除根号。
- 灵活应用等价无穷小或泰勒展开,快速化简表达式。
步骤1:分母有理化
将分母$\sqrt{1-x^2}-1$乘以共轭$\sqrt{1-x^2}+1$,分子分母同乘:
$\begin{aligned}\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x}{\sqrt {1-{x}^{2}}-1} &= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{(\sqrt{1-x^2}-1)(\sqrt{1-x^2}+1)} \\&= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{(1-x^2)-1} \\&= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{-x^2}.\end{aligned}$
步骤2:约分简化
分子分母约去$x$,得:
$\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{-x}.$
步骤3:应用等价无穷小替换
当$x \to 0$时,$\tan x \sim x$,代入得:
$\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{-x} = \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {\sqrt{1-x^2}+1}{-1}.$
步骤4:代入$x=0$计算
$\sqrt{1-0}+1 = 2$,故极限值为:
$\dfrac{2}{-1} = -2.$