一根据函数极限的定义证明:-|||-(1) lim _(xarrow infty )dfrac (1+{x)^3}(2{x)^3}=dfrac (1)(2);-|||-(2) lim _(xarrow +infty )dfrac (sin x)(sqrt {x)}=0.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用函数极限的定义进行严格证明的能力,涉及分式函数和三角函数与无界函数的组合极限。
解题核心思路:
- 分式化简:将表达式变形为易比较的形式,找到与极限值的差;
- 不等式放缩:通过绝对值不等式将复杂表达式简化,找到变量范围;
- 定义匹配:根据定义,对任意给定的$\varepsilon>0$,找到对应的$X$,使得当$|x|>X$时,差值小于$\varepsilon$。
关键点:
- 分式化简时注意分子分母的最高次项;
- 三角函数有界性($|\sin x| \leq 1$)用于放缩;
- 变量替换(如$x > 1/\varepsilon^2$)确保不等式成立。
第(1)题
化简表达式
原式为$\dfrac{1+x^3}{2x^3}$,与极限值$\dfrac{1}{2}$的差为:
$\left| \dfrac{1+x^3}{2x^3} - \dfrac{1}{2} \right| = \left| \dfrac{1+x^3 - x^3}{2x^3} \right| = \left| \dfrac{1}{2x^3} \right| = \dfrac{1}{2|x|^3}.$
建立不等式
要求$\dfrac{1}{2|x|^3} < \varepsilon$,解得:
$|x|^3 > \dfrac{1}{2\varepsilon} \quad \Rightarrow \quad |x| > \dfrac{1}{\sqrt[3]{2\varepsilon}}.$
定义匹配
取$X = \dfrac{1}{\sqrt[3]{2\varepsilon}}$,则当$|x| > X$时,差值满足要求。
第(2)题
利用三角函数有界性
原式为$\dfrac{\sin x}{\sqrt{x}}$,与极限值$0$的差为:
$\left| \dfrac{\sin x}{\sqrt{x}} - 0 \right| = \left| \dfrac{\sin x}{\sqrt{x}} \right| \leq \dfrac{1}{\sqrt{x}}.$
建立不等式
要求$\dfrac{1}{\sqrt{x}} < \varepsilon$,解得:
$\sqrt{x} > \dfrac{1}{\varepsilon} \quad \Rightarrow \quad x > \dfrac{1}{\varepsilon^2}.$
定义匹配
取$X = \dfrac{1}{\varepsilon^2}$,则当$x > X$时,差值满足要求。