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数学
题目

arrow (overrightarrow (x)-(e)^x-1)-|||-(25) lim _(xarrow 0)((1+{x)^2)}^dfrac (1{x)};-|||-(27) lim (dfrac (1)({x)^2}-dfrac (1)({sin )^2x})

题目解答

答案

解析

考查要点:本题包含三个极限问题,分别考查以下知识点:

  1. 直接代入法求极限(第一题);
  2. 利用自然对数转换求指数型极限(第二题);
  3. 极限不存在的判定(第三题)。

解题核心思路:

  1. 第一题:直接代入$x=0$即可求解;
  2. 第二题:通过取自然对数将指数型极限转化为多项式形式,再利用等价无穷小替换;
  3. 第三题:通过构造不同趋近路径的数列,证明极限不存在。

第(1)题:$\lim _{x\rightarrow 0}(x e^{x}-1)$

直接代入法:
当$x \rightarrow 0$时,$e^x \rightarrow 1$,因此:
$x e^x - 1 \rightarrow 0 \cdot 1 - 1 = -1$

第(2)题:$\lim _{x\rightarrow 0} (1+x^{2})^{\dfrac{1}{x}}$

步骤分解:

  1. 取自然对数:令$L = \lim_{x \to 0} (1+x^2)^{1/x}$,则$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{\ln(1+x^2)}{x}$;
  2. 等价无穷小替换:当$x \to 0$时,$\ln(1+x^2) \sim x^2$,因此:
    $\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{x} = \lim_{x \to 0} x = 0$
  3. 求指数:$L = e^0 = 1$。

第(3)题:$\lim _{x\rightarrow \infty } \left( \dfrac{1}{x^{2}} - \dfrac{1}{\sin^{2}x} \right)$

极限不存在的判定:

  1. 构造数列1:取$x_n = n\pi + \frac{1}{n}$($n$为正整数),此时$\sin x_n \approx \frac{1}{n}$,则:
    $\frac{1}{x_n^2} - \frac{1}{\sin^2 x_n} \approx \frac{1}{n^2} - n^2 \to -\infty$
  2. 构造数列2:取$x_n = \frac{\pi}{2} + 2n\pi$,此时$\sin x_n = 1$,则:
    $\frac{1}{x_n^2} - \frac{1}{\sin^2 x_n} \approx 0 - 1 = -1$
  3. 结论:两个数列的极限不同,因此原极限不存在。

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