题目
(8) lim _(xarrow 0)dfrac (1-cos 2x)(xln (1+x)) ;
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,涉及三角函数的恒等变形、等价无穷小替换以及洛必达法则的应用。
解题核心思路:
- 分子化简:利用三角恒等式将$1 - \cos 2x$转化为$2\sin^2 x$,简化表达式。
- 等价无穷小替换:当$x \to 0$时,$\sin x \sim x$,$\ln(1+x) \sim x$,将分子和分母中的高阶无穷小替换为等价形式,快速求出极限。
- 洛必达法则(备选方法):若直接替换后仍为未定式,可对分子分母分别求导,多次应用法则直至化简。
破题关键点:
- 识别分子中的三角恒等式,将复杂形式转化为更易处理的平方形式。
- 灵活应用等价无穷小替换,避免复杂的泰勒展开或多次求导。
步骤1:化简分子
利用三角恒等式$\cos 2x = 1 - 2\sin^2 x$,得:
$1 - \cos 2x = 2\sin^2 x.$
步骤2:替换等价无穷小
当$x \to 0$时:
- $\sin x \sim x$,因此$\sin^2 x \sim x^2$;
- $\ln(1+x) \sim x$。
原式可近似为:
$\frac{2x^2}{x \cdot x} = \frac{2x^2}{x^2} = 2.$
步骤3:验证极限结果
通过等价无穷小替换后,分子和分母的高阶项在$x \to 0$时可忽略,最终极限值为$2$。