题目
[题目]计算 lim _(narrow infty )cos (sqrt (n+1)-sqrt (n))

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是涉及三角函数与根式差的结合形式。关键在于将根式差转化为更易处理的形式,并利用余弦函数在0处的连续性求解。
解题核心思路:
- 有理化处理:通过分子分母同乘以共轭表达式,将根式差转化为分式形式,简化表达式。
- 极限分析:当$n \rightarrow \infty$时,分母的和$\sqrt{n+1} + \sqrt{n}$趋近于无穷大,从而分式整体趋近于0。
- 余弦函数性质:利用$\cos 0 = 1$,结合极限的连续性,直接得出结果。
步骤1:有理化根式差
原式中的根式差$\sqrt{n+1} - \sqrt{n}$可通过有理化处理:
$\sqrt{n+1} - \sqrt{n} = \frac{(\sqrt{n+1} - \sqrt{n})(\sqrt{n+1} + \sqrt{n})}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} = \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}.$
步骤2:分析分式极限
当$n \rightarrow \infty$时,分母$\sqrt{n+1} + \sqrt{n}$近似为$2\sqrt{n}$,因此:
$\frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} \approx \frac{1}{2\sqrt{n}} \rightarrow 0.$
步骤3:代入余弦函数
由于$\cos x$在$x=0$处连续,可得:
$\lim_{n \rightarrow \infty} \cos\left(\frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}\right) = \cos\left(\lim_{n \rightarrow \infty} \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}}\right) = \cos 0 = 1.$