lim_(x arrow infty ) xsin (1)/(x) =_____。
$ \lim_{x \rightarrow \infty } x\sin \frac{1}{x} $=_____。
题目解答
答案
1
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算方法,特别是利用变量替换和等价无穷小进行化简的能力,以及对基本极限形式的掌握。
解题核心思路:当$x \rightarrow \infty$时,$\frac{1}{x} \rightarrow 0$,此时$\sin \frac{1}{x}$可以用等价无穷小$\frac{1}{x}$近似替换。通过变量替换或洛必达法则,将原式转化为已知极限形式求解。
破题关键点:
- 变量替换:令$t = \frac{1}{x}$,将极限转化为关于$t \rightarrow 0$的形式。
- 等价无穷小:利用$\sin t \sim t$(当$t \rightarrow 0$时)简化表达式。
- 基本极限公式:$\lim_{t \rightarrow 0} \frac{\sin t}{t} = 1$。
步骤1:变量替换
令$t = \frac{1}{x}$,当$x \rightarrow \infty$时,$t \rightarrow 0$。原式可改写为:
$\lim_{t \rightarrow 0} \frac{\sin t}{t}$
步骤2:应用基本极限公式
根据已知极限$\lim_{t \rightarrow 0} \frac{\sin t}{t} = 1$,直接得出结果:
$\lim_{x \rightarrow \infty} x \sin \frac{1}{x} = 1$
验证方法(洛必达法则)
原式可看作$\frac{\sin \frac{1}{x}}{\frac{1}{x}}$,当$x \rightarrow \infty$时为$\frac{0}{0}$型不定式。对分子分母分别求导:
$\lim_{x \rightarrow \infty} \frac{\cos \frac{1}{x} \cdot \left(-\frac{1}{x^2}\right)}{-\frac{1}{x^2}} = \lim_{x \rightarrow \infty} \cos \frac{1}{x} = \cos 0 = 1$