1.求下列极限:(2)lim _(xarrow dfrac {pi )(2)}dfrac (ln sin x)({(pi -2x))^2}
1.求下列极限:
(2)
题目解答
答案
在本题中,根据常见的等价无穷小:
时,
,且
,
时,
,可得到
,因此原极限可化为:
.由于
时,
,因此,根据洛必达法则:

原极限的值为
.
解析
考查要点:本题主要考查等价无穷小替换和洛必达法则的应用,以及变量替换的技巧。
解题核心思路:
当$x \rightarrow \dfrac{\pi}{2}$时,$\sin x \rightarrow 1$,此时$\ln \sin x$可近似为$\sin x -1$(利用等价无穷小$\ln(1+t) \sim t$)。将原极限转化为$\dfrac{\sin x -1}{(\pi -2x)^2}$后,分子和分母均趋近于0,需多次应用洛必达法则求解。
破题关键点:
- 识别等价无穷小:将$\ln \sin x$替换为$\sin x -1$。
- 变量替换或多次求导:通过变量替换简化表达式,或直接对分子分母求导两次。
步骤1:等价无穷小替换
当$x \rightarrow \dfrac{\pi}{2}$时,$\sin x \rightarrow 1$,令$t = \sin x -1$,则$t \rightarrow 0$。根据等价无穷小$\ln(1+t) \sim t$,可得:
$\ln \sin x = \ln(1 + (\sin x -1)) \sim \sin x -1.$
因此,原极限等价于:
$\lim_{x \rightarrow \dfrac{\pi}{2}} \frac{\sin x -1}{(\pi -2x)^2}.$
步骤2:应用洛必达法则
此时分子$\sin x -1 \rightarrow 0$,分母$(\pi -2x)^2 \rightarrow 0$,属于$\dfrac{0}{0}$型不定式,需应用洛必达法则两次。
第一次求导
分子导数:$\dfrac{d}{dx}(\sin x -1) = \cos x$,
分母导数:$\dfrac{d}{dx}(\pi -2x)^2 = 2(\pi -2x)(-2) = -4(\pi -2x)$。
极限变为:
$\lim_{x \rightarrow \dfrac{\pi}{2}} \frac{\cos x}{-4(\pi -2x)}.$
第二次求导
此时分子$\cos x \rightarrow 0$,分母$\pi -2x \rightarrow 0$,仍为$\dfrac{0}{0}$型。继续求导:
分子导数:$\dfrac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x$,
分母导数:$\dfrac{d}{dx}(-4(\pi -2x)) = -4(-2) = 8$。
极限变为:
$\lim_{x \rightarrow \dfrac{\pi}{2}} \frac{-\sin x}{8} = \frac{-1}{8}.$