2.下列极限中存在的是()A. lim_(xtoinfty)(sqrt(x^2)+1)/(x)B. lim_(xto0)(1)/(1+e^1/x)C. lim_(xtoinfty)xsin(1)/(x)D. lim_(xto0)(1)/(2^x)-1
A. $\lim_{x\to\infty}\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}$
B. $\lim_{x\to0}\frac{1}{1+e^{1/x}}$
C. $\lim_{x\to\infty}x\sin\frac{1}{x}$
D. $\lim_{x\to0}\frac{1}{2^{x}-1}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查极限的存在性判断,涉及无穷极限、左右极限的比较以及函数在无穷远处的行为分析。
解题核心思路:
- 无穷远处的极限:当变量趋向于无穷大时,需判断不同方向(正无穷、负无穷)的极限是否一致。
- 分段函数的左右极限:当变量趋向于某一点时,需分别计算左右极限,判断是否相等。
- 小角近似法:当角度趋近于0时,$\sin\theta \approx \theta$,可简化计算。
破题关键点:
- 选项A:分子分母同阶无穷大,但需注意$x$的正负对结果的影响。
- 选项B:左右极限因$e^{1/x}$的指数特性导致结果不同。
- 选项C:利用小角近似将复杂表达式化简为常数。
- 选项D:分母趋向于0,但左右极限趋向于正负无穷,极限不存在。
选项A:$\lim_{x\to\infty}\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}$
化简表达式
当$x \to +\infty$时,$\sqrt{x^2 + 1} \approx |x| = x$,故极限为:
$\lim_{x\to+\infty} \frac{x}{x} = 1$
当$x \to -\infty$时,$\sqrt{x^2 + 1} \approx |x| = -x$,故极限为:
$\lim_{x\to-\infty} \frac{-x}{x} = -1$
结论:左右极限不相等,极限不存在。
选项B:$\lim_{x\to0}\frac{1}{1+e^{1/x}}$
计算左右极限
- 右极限($x \to 0^+$):$1/x \to +\infty$,$e^{1/x} \to +\infty$,分母趋向于$+\infty$,故极限为:
$\lim_{x\to0^+} \frac{1}{1+e^{1/x}} = 0$ - 左极限($x \to 0^-$):$1/x \to -\infty$,$e^{1/x} \to 0$,分母趋向于$1$,故极限为:
$\lim_{x\to0^-} \frac{1}{1+e^{1/x}} = 1$
结论:左右极限不相等,极限不存在。
选项C:$\lim_{x\to\infty}x\sin\frac{1}{x}$
小角近似
当$x \to \infty$时,$\frac{1}{x} \to 0$,利用$\sin\theta \approx \theta$,得:
$x \sin\frac{1}{x} \approx x \cdot \frac{1}{x} = 1$
结论:极限为$1$,存在。
选项D:$\lim_{x\to0}\frac{1}{2^{x}-1}$
计算左右极限
- 右极限($x \to 0^+$):$2^x > 1$,分母趋向于$0^+$,故极限为$+\infty$。
- 左极限($x \to 0^-$):$2^x < 1$,分母趋向于$0^-$,故极限为$-\infty$。
结论:左右极限趋向于无穷大,极限不存在。