题目
lim_(xto0)(1+x^2)^(1)/(sin^(2)x)=()A. eB. -eC. e^-1D. 1
$\lim_{x\to0}(1+x^{2})^{\frac{1}{\sin^{2}x}}$=()
A. e
B. -e
C. $e^{-1}$
D. 1
题目解答
答案
A. e
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是涉及指数函数与对数函数的转换,以及等价无穷小替换的应用。
解题核心思路:
当遇到形如 $(1 + f(x))^{g(x)}$ 的极限问题(其中 $f(x) \to 0$,$g(x) \to \infty$),通常通过以下步骤处理:
- 取自然对数,将指数转化为乘积形式;
- 利用等价无穷小替换简化表达式;
- 计算极限后取指数得到最终结果。
破题关键点:
- 正确识别底数 $(1+x^2)$ 和指数 $\frac{1}{\sin^2 x}$ 的关系;
- 将 $\sin x$ 用等价无穷小 $x$ 替换,简化计算;
- 应用 $\ln(1+x^2) \sim x^2$ 的等价替换。
设原式为 $L = \lim_{x \to 0} (1+x^2)^{\frac{1}{\sin^2 x}}$,步骤如下:
步骤1:取自然对数
对 $L$ 取自然对数:
$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{\ln(1+x^2)}{\sin^2 x}$
步骤2:应用等价无穷小替换
当 $x \to 0$ 时,$\sin x \sim x$,$\ln(1+x^2) \sim x^2$,因此:
$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{x^2} = 1$
步骤3:求指数得结果
对 $\ln L = 1$ 取指数:
$L = e^1 = e$