题目
lim _(xarrow 0)[ dfrac (1)(2x)-dfrac (1)(x({e)^x+1)}] ;
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,涉及分式化简、等价无穷小替换以及泰勒展开的应用。
解题核心思路:
- 通分合并:将两个分式合并为一个分式,简化表达式。
- 等价无穷小替换:利用$x \to 0$时$e^x -1 \sim x$的性质,快速计算极限。
- 泰勒展开或洛必达法则(备选方法):若直接替换不明显,可展开更高阶项或应用洛必达法则。
破题关键点:
- 识别未定式形式:原式为$\infty - \infty$型未定式,需通过通分转化为$\frac{0}{0}$型。
- 化简后的分子分母关系:化简后分子为$e^x -1$,分母为$4x$,直接应用等价无穷小替换即可。
步骤1:通分合并分式
原式可变形为:
$\begin{aligned}\lim _{x\rightarrow 0}\left[ \dfrac {1}{2x}-\dfrac {1}{x({e}^{x}+1)}\right] &= \lim_{x \to 0} \frac{1}{x} \left( \frac{1}{2} - \frac{1}{e^x +1} \right) \\&= \lim_{x \to 0} \frac{1}{x} \cdot \frac{e^x -1}{2(e^x +1)}.\end{aligned}$
步骤2:应用等价无穷小替换
当$x \to 0$时,$e^x -1 \sim x$,且$e^x +1 \to 2$,因此:
$\lim_{x \to 0} \frac{e^x -1}{2x(e^x +1)} = \lim_{x \to 0} \frac{x}{2x \cdot 2} = \frac{1}{4}.$