求下列极限:lim _(narrow infty )(2)^nsin dfrac (x)({2)^n}-|||-__(x为不等于零的常数)
求下列极限:
(x为不等于零的常数)
题目解答
答案
(x为不等于零的常数)
(上下同时乘以x)
(运用了
)

解析
考查要点:本题主要考查利用重要极限公式$\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac{\sin x}{x}=1$求解数列极限的能力,以及通过代数变形将复杂表达式转化为基本极限形式的技巧。
解题核心思路:
当$n\rightarrow \infty$时,$\dfrac{x}{2^{n}}$趋近于$0$,此时$\sin \dfrac{x}{2^{n}}$可以用其泰勒展开的一阶近似$\dfrac{x}{2^{n}}$代替。但需严格证明,需通过构造与重要极限公式一致的形式,将原式转化为$x \cdot \dfrac{\sin \dfrac{x}{2^{n}}}{\dfrac{x}{2^{n}}}$,进而应用极限公式。
破题关键点:
- 识别变量趋近方向:明确当$n\rightarrow \infty$时,$\dfrac{x}{2^{n}} \rightarrow 0$。
- 构造重要极限形式:通过分子分母同乘$x$,将原式变形为$x \cdot \dfrac{\sin \dfrac{x}{2^{n}}}{\dfrac{x}{2^{n}}}$,从而直接应用$\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac{\sin x}{x}=1$。
步骤1:代数变形
将原式$\lim _{n\rightarrow \infty }{2}^{n}\sin \dfrac {x}{{2}^{n}}$的分子分母同时乘以$x$,得到:
$\lim _{n\rightarrow \infty }{2}^{n}\sin \dfrac {x}{{2}^{n}} = \lim _{n\rightarrow \infty } x \cdot \dfrac{\sin \dfrac{x}{2^{n}}}{\dfrac{x}{2^{n}}}.$
步骤2:应用重要极限公式
当$n\rightarrow \infty$时,$\dfrac{x}{2^{n}} \rightarrow 0$,因此:
$\lim _{n\rightarrow \infty } \dfrac{\sin \dfrac{x}{2^{n}}}{\dfrac{x}{2^{n}}} = 1.$
步骤3:综合结果
将步骤2的结果代入步骤1的表达式,得到:
$\lim _{n\rightarrow \infty } x \cdot \dfrac{\sin \dfrac{x}{2^{n}}}{\dfrac{x}{2^{n}}} = x \cdot 1 = x.$