证明:当 arrow 0 时, sqrt (1+x)-1sim dfrac (1)(2)x.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查等价无穷小的定义及其证明方法,需要掌握有理化处理和极限运算的基本技巧。
解题核心思路:
要证明两个无穷小量等价,即证明它们的比值的极限为1。关键步骤是通过分子有理化消除根号,将表达式化简为易求极限的形式,最终代入$x \rightarrow 0$计算极限值。
破题关键点:
- 分子有理化:将分子$\sqrt{1+x}-1$乘以共轭表达式$\sqrt{1+x}+1$,构造平方差公式简化分子。
- 约分简化:通过约分消去$x$,将极限转化为常数运算。
- 代入极限值:当$x \rightarrow 0$时,$\sqrt{1+x} \rightarrow 1$,代入即可得到最终结果。
步骤1:构造有理化形式
将分子$\sqrt{1+x}-1$乘以$\sqrt{1+x}+1$,分母同时乘以相同的表达式以保持等式成立:
$\lim_{x \rightarrow 0} \frac{\sqrt{1+x}-1}{\frac{1}{2}x} = \lim_{x \rightarrow 0} \frac{(\sqrt{1+x}-1)(\sqrt{1+x}+1)}{\frac{1}{2}x (\sqrt{1+x}+1)}.$
步骤2:化简分子
利用平方差公式$(a-b)(a+b)=a^2 - b^2$,分子变为:
$(\sqrt{1+x})^2 - 1^2 = (1+x) - 1 = x.$
步骤3:约分简化
此时极限表达式为:
$\lim_{x \rightarrow 0} \frac{x}{\frac{1}{2}x (\sqrt{1+x}+1)} = \lim_{x \rightarrow 0} \frac{1}{\frac{1}{2} (\sqrt{1+x}+1)}.$
步骤4:代入极限值
当$x \rightarrow 0$时,$\sqrt{1+x} \rightarrow 1$,因此:
$\frac{1}{\frac{1}{2} (1+1)} = \frac{1}{\frac{1}{2} \cdot 2} = 1.$
结论:
由于极限值为1,故$\sqrt{1+x}-1 \sim \frac{1}{2}x \quad (x \rightarrow 0)$。