) lim _(xarrow +infty )(sqrt ({x)^2+x}-sqrt ({x)^2-x});

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查无穷大极限的计算,特别是处理根号相减的极限问题。关键在于通过有理化消除不定型,再结合代数化简和极限性质求解。
解题思路:
- 有理化:将表达式乘以共轭,将分子转化为多项式,分母转化为根号和的形式。
- 化简分母:将根号中的表达式分解出$x^2$,利用$x \to +\infty$时的近似展开。
- 极限运算:代入$x \to +\infty$时$\frac{1}{x} \to 0$,简化表达式求得结果。
步骤1:有理化处理
原式为:
$\lim_{x \to +\infty} \left( \sqrt{x^2 + x} - \sqrt{x^2 - x} \right)$
将分子和分母同时乘以共轭$\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x}$:
$\begin{aligned}\sqrt{x^2 + x} - \sqrt{x^2 - x} &= \frac{ (\sqrt{x^2 + x} - \sqrt{x^2 - x})(\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x}) }{ \sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x} } \\&= \frac{(x^2 + x) - (x^2 - x)}{ \sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x} } \\&= \frac{2x}{ \sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x} }\end{aligned}$
步骤2:化简分母
将分母中的根号分解出$x^2$:
$\sqrt{x^2 + x} = x \sqrt{1 + \frac{1}{x}}, \quad \sqrt{x^2 - x} = x \sqrt{1 - \frac{1}{x}}$
因此分母可表示为:
$x \left( \sqrt{1 + \frac{1}{x}} + \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \right)$
代入原式得:
$\frac{2x}{x \left( \sqrt{1 + \frac{1}{x}} + \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \right)} = \frac{2}{ \sqrt{1 + \frac{1}{x}} + \sqrt{1 - \frac{1}{x}} }$
步骤3:求极限
当$x \to +\infty$时,$\frac{1}{x} \to 0$,故:
$\sqrt{1 + \frac{1}{x}} \to 1, \quad \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \to 1$
因此极限值为:
$\frac{2}{1 + 1} = 1$