(选择题,4分)极限lim(xto0)(e^xx-1)/x的值为()。A. 1B. 0C. eD. ∞
A. 1
B. 0
C. e
D. ∞
题目解答
答案
解析
本题考查函数极限的计算,解题思路是先判断极限的类型,若为$\frac{0}{0}$型或$\frac{\infty}{\infty}$型,则可使用洛必达法则进行求解。
- 判断极限类型:
当$x\to0$时,分子$e^{x}x - 1\to e^{0}\times0 - 1=1\times0 - 1=-1$,分母$x\to0$,此极限并非$\frac{0}{0}$型或$\frac{\infty}{\infty}$型,不能直接使用洛必达法则。
我们可以将原式拆分为两个极限的差来分别计算。
$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}x - 1}{x}=\lim\limits_{x\to0}(\frac{e^{x}x}{x}-\frac{1}{x})=\lim\limits_{x\to0}(e^{x}-\frac{1}{x})$
这里我们发现拆分后$\lim\limits_{x\to0}\frac{1}{x}$是无穷大,说明拆分的方法不合适。
我们重新来,将原式$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}x - 1}{x}$变形为$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}x}{x}-\lim\limits_{x\to0}\frac{1}{x}$是错误的,因为$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}x - 1}{x}$是一个整体,不能直接拆分。
我们使用洛必达法则的前提是$\frac{0}{0}$型或$\frac{\infty}{\infty}$型,我们重新检查发现原答案有误,正确的应该是:
$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}-1}{x}$(这里猜测题目可能是$\frac{e^{x}-1}{x}$,因为$\frac{e^{x}x - 1}{x}$极限不存在)
当$x\to0$时,分子$e^{x}-1\to e^{0}-1=1 - 1 = 0$,分母$x\to0$,属于$\frac{0}{0}$型。
-
使用洛必达法则:
洛必达法则是指在一定条件下,对于$\frac{0}{0}$型或$\frac{\infty}{\infty}$型的极限$\lim\limits_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)}$,有$\lim\limits_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)}=\lim\limits_{x\to a}\frac{f^\prime(x)}{g^\prime(x)}$。
对分子$f(x)=e^{x}-1$求导,根据求导公式$(e^{x})^\prime=e^{x}$,$(C)^\prime = 0$($C$为常数),可得$f^\prime(x)=(e^{x}-1)^\prime=e^{x}$。
对分母$g(x)=x$求导,根据求导公式$(x^n)^\prime=nx^{n - 1}$,可得$g^\prime(x)=(x)^\prime=1$。
则$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}-1}{x}=\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}}{1}$。 -
计算极限值:
将$x = 0$代入$\frac{e^{x}}{1}$,可得$\lim\limits_{x\to0}\frac{e^{x}}{1}=\frac{e^{0}}{1}=\frac{1}{1}=1$。