题目
4.(单选题) 极限lim_((x,y)to(0,0))(1-sqrt(xy+1))/(xy)=____. A. 0 B. ∞ C. (1)/(2) D. -(1)/(2)
4.(单选题) 极限$\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{1-\sqrt{xy+1}}{xy}=$____.
A. 0
B. ∞
C. $\frac{1}{2}$
D. $-\frac{1}{2}$
A. 0
B. ∞
C. $\frac{1}{2}$
D. $-\frac{1}{2}$
题目解答
答案
为了求解极限 $\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{1-\sqrt{xy+1}}{xy}$,我们可以使用有理化的方法。具体步骤如下:
1. **有理化分子**:分子 $1 - \sqrt{xy + 1}$ 可以通过乘以它的共轭表达式 $1 + \sqrt{xy + 1}$ 来有理化。
\[
\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{1-\sqrt{xy+1}}{xy} = \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{(1-\sqrt{xy+1})(1+\sqrt{xy+1})}{xy(1+\sqrt{xy+1})}
\]
2. **简化分子**:分子 $(1-\sqrt{xy+1})(1+\sqrt{xy+1})$ 是一个差的平方,可以简化为 $1 - (xy + 1) = -xy$。
\[
\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-xy}{xy(1+\sqrt{xy+1})}
\]
3. **消去公因子**:分子和分母中的 $xy$ 可以消去。
\[
\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-1}{1+\sqrt{xy+1}}
\]
4. **代入极限值**:当 $(x, y) \to (0, 0)$ 时, $xy \to 0$,所以 $\sqrt{xy + 1} \to \sqrt{0 + 1} = 1$。
\[
\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-1}{1+\sqrt{xy+1}} = \frac{-1}{1+1} = \frac{-1}{2} = -\frac{1}{2}
\]
因此,极限 $\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{1-\sqrt{xy+1}}{xy}$ 的值是 $-\frac{1}{2}$。
答案是 $\boxed{D}$。
解析
步骤 1:有理化分子
为了消除根号,我们可以通过乘以分子的共轭表达式来有理化分子。分子 $1 - \sqrt{xy + 1}$ 乘以 $1 + \sqrt{xy + 1}$,得到:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{(1-\sqrt{xy+1})(1+\sqrt{xy+1})}{xy(1+\sqrt{xy+1})} \]
步骤 2:简化分子
分子 $(1-\sqrt{xy+1})(1+\sqrt{xy+1})$ 是一个差的平方,可以简化为 $1 - (xy + 1) = -xy$。因此,原式变为:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-xy}{xy(1+\sqrt{xy+1})} \]
步骤 3:消去公因子
分子和分母中的 $xy$ 可以消去,得到:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-1}{1+\sqrt{xy+1}} \]
步骤 4:代入极限值
当 $(x, y) \to (0, 0)$ 时,$xy \to 0$,所以 $\sqrt{xy + 1} \to \sqrt{0 + 1} = 1$。因此,原式变为:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-1}{1+\sqrt{xy+1}} = \frac{-1}{1+1} = \frac{-1}{2} = -\frac{1}{2} \]
为了消除根号,我们可以通过乘以分子的共轭表达式来有理化分子。分子 $1 - \sqrt{xy + 1}$ 乘以 $1 + \sqrt{xy + 1}$,得到:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{(1-\sqrt{xy+1})(1+\sqrt{xy+1})}{xy(1+\sqrt{xy+1})} \]
步骤 2:简化分子
分子 $(1-\sqrt{xy+1})(1+\sqrt{xy+1})$ 是一个差的平方,可以简化为 $1 - (xy + 1) = -xy$。因此,原式变为:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-xy}{xy(1+\sqrt{xy+1})} \]
步骤 3:消去公因子
分子和分母中的 $xy$ 可以消去,得到:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-1}{1+\sqrt{xy+1}} \]
步骤 4:代入极限值
当 $(x, y) \to (0, 0)$ 时,$xy \to 0$,所以 $\sqrt{xy + 1} \to \sqrt{0 + 1} = 1$。因此,原式变为:
\[ \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{-1}{1+\sqrt{xy+1}} = \frac{-1}{1+1} = \frac{-1}{2} = -\frac{1}{2} \]