设lim _(xarrow 0)dfrac (ln (1+x+dfrac {f(x))(x))}(x)=3,则lim _(xarrow 0)dfrac (ln (1+x+dfrac {f(x))(x))}(x)=3
设
,则
题目解答
答案
因为:
,当
时因为极限结果为常数,且分母趋于零,所以分母必趋于零,否则结果不可能为常数,所以有:
,所以
,所以
,所以原式可化为:
,所以
解析
考查要点:本题主要考查极限的运算技巧,特别是利用等价无穷小替换处理复合函数的极限问题。关键在于将已知条件中的对数函数转化为多项式形式,进而求解目标极限。
解题核心思路:
- 观察极限形式:已知条件中分母为$x$,当$x \to 0$时分母趋近于0,而极限结果为常数3,说明分子$\ln(1+x+\frac{f(x)}{x})$必须趋近于0,且与分母$x$的阶数匹配。
- 等价无穷小替换:当$x \to 0$时,若$x + \frac{f(x)}{x} \to 0$,则$\ln(1+x+\frac{f(x)}{x}) \sim x + \frac{f(x)}{x}$,从而将原式转化为多项式形式。
- 建立方程求解:通过替换后的表达式建立方程,解出$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x^2}$的值。
步骤1:分析分子趋近于0的条件
已知$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1+x+\frac{f(x)}{x})}{x} = 3$,分母$x \to 0$,而极限结果为常数,说明分子$\ln(1+x+\frac{f(x)}{x})$必须趋近于0。因此,对数内部的表达式满足:
$1 + x + \frac{f(x)}{x} \to 1 \quad \text{当} \ x \to 0,$
即:
$x + \frac{f(x)}{x} \to 0.$
步骤2:应用等价无穷小替换
当$x \to 0$且$x + \frac{f(x)}{x} \to 0$时,$\ln(1+x+\frac{f(x)}{x})$可近似为:
$\ln(1+x+\frac{f(x)}{x}) \sim x + \frac{f(x)}{x}.$
步骤3:代入原式并化简
将等价无穷小替换代入原式:
$\lim_{x \to 0} \frac{x + \frac{f(x)}{x}}{x} = \lim_{x \to 0} \left(1 + \frac{f(x)}{x^2}\right) = 3.$
步骤4:解方程求目标极限
由上式得:
$1 + \lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x^2} = 3,$
解得:
$\lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x^2} = 2.$