题目
lim ((1+3x))^dfrac (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,特别是利用自然对数的极限形式求解形如$(1+ax)^{1/x}$的极限问题。
解题核心思路:
- 识别标准极限形式:当$x \to 0$时,$\lim_{x \to 0} (1+kx)^{1/x} = e^k$,其中$k$为常数。
- 变形匹配标准形式:将原式通过指数变形,转化为上述标准形式。
- 对数法辅助计算:若直接应用标准形式困难,可取对数后利用洛必达法则求解。
破题关键点:
- 关键变形:将指数$\frac{1}{x}$调整为$\frac{3}{3x}$,使底数$(1+3x)$的增量部分$3x$与指数分母一致。
- 对数转换:通过取对数将乘积转化为加法,简化极限计算。
步骤1:变形匹配标准极限形式
原式为$\lim_{x \to 0} (1+3x)^{1/x}$,可改写为:
$\lim_{x \to 0} \left[(1+3x)^{\frac{1}{3x}}\right]^3$
此时底数部分$(1+3x)^{\frac{1}{3x}}$符合标准极限形式$\lim_{t \to 0} (1+t)^{1/t} = e$,因此:
$\lim_{x \to 0} (1+3x)^{\frac{1}{3x}} = e$
进一步得到:
$\lim_{x \to 0} (1+3x)^{1/x} = e^3$
步骤2:对数法验证
设$L = \lim_{x \to 0} (1+3x)^{1/x}$,取自然对数得:
$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{\ln(1+3x)}{x}$
应用洛必达法则(分子分母均趋近于0):
$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{dx} \ln(1+3x)}{\frac{d}{dx} x} = \lim_{x \to 0} \frac{3}{1+3x} = 3$
因此:
$L = e^{\ln L} = e^3$