已知 lim_(x to 0) (sin x)/(x) = 1,求 lim_(x to 0) (x)/(tan x) 的值。A. 0B. 1C. 2D. infty
A. 0
B. 1
C. 2
D. $\infty$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查极限的基本性质及三角函数的等价无穷小替换。关键在于将所求极限转化为已知极限的形式,并利用三角函数的恒等变形进行化简。
解题核心思路:
- 利用三角函数恒等式:将$\tan x$表示为$\sin x / \cos x$,从而将原式转化为与$\sin x$相关的表达式。
- 拆分极限:将原式拆分为两个部分的乘积,分别求极限后相乘。
- 应用已知极限:利用已知条件$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,结合倒数关系和$\cos x$在$x=0$处的连续性求解。
破题关键点:
- 识别$\tan x$的表达式,将其拆分为$\sin x$和$\cos x$的组合。
- 灵活运用极限的乘积法则,将复杂极限拆分为简单极限的组合。
步骤1:将$\tan x$用$\sin x$和$\cos x$表示
由三角函数恒等式$\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}$,原式可变形为:
$\frac{x}{\tan x} = \frac{x}{\frac{\sin x}{\cos x}} = \frac{x \cos x}{\sin x}.$
步骤2:拆分极限为两个部分的乘积
将分式拆分为两个部分的乘积:
$\lim_{x \to 0} \frac{x \cos x}{\sin x} = \lim_{x \to 0} \left( \frac{x}{\sin x} \cdot \cos x \right).$
步骤3:分别求两个部分的极限
-
求$\lim_{x \to 0} \frac{x}{\sin x}$
根据已知条件$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$,取倒数得:
$\lim_{x \to 0} \frac{x}{\sin x} = \frac{1}{\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}} = \frac{1}{1} = 1.$ -
求$\lim_{x \to 0} \cos x$
直接代入$x=0$得:
$\lim_{x \to 0} \cos x = \cos 0 = 1.$
步骤4:合并两个极限的结果
根据极限的乘积法则:
$\lim_{x \to 0} \left( \frac{x}{\sin x} \cdot \cos x \right) = \left( \lim_{x \to 0} \frac{x}{\sin x} \right) \cdot \left( \lim_{x \to 0} \cos x \right) = 1 \cdot 1 = 1.$