(5) lim _(xarrow infty )((dfrac {3+x)(6+x))}^dfrac (x-1{2)}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的运算,特别是涉及指数函数的极限求解方法。需要掌握重要极限公式$\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{a}{x}\right)^x = e^a$的变形应用,以及对数化简和变量替换的技巧。
解题核心思路:
- 将底数转化为$1 + \frac{a}{x}$的形式,便于应用重要极限公式。
- 对指数进行变形,使其与底数中的分母关联,构造出重要极限的形式。
- 利用自然对数的性质,将指数运算转化为乘法,简化极限计算。
破题关键点:
- 识别底数的变形方向,将$\frac{3+x}{6+x}$改写为$1 - \frac{3}{6+x}$。
- 变量替换,令$t = 6 + x$,将原式转化为重要极限的形式。
- 处理指数中的变量关系,通过近似展开或洛必达法则求解极限。
步骤1:变形底数
将底数$\frac{3+x}{6+x}$改写为:
$\frac{3+x}{6+x} = 1 - \frac{3}{6+x}$
此时原式变为:
$\lim_{x \to \infty} \left(1 - \frac{3}{6+x}\right)^{\frac{x-1}{2}}$
步骤2:变量替换
令$t = 6 + x$,当$x \to \infty$时,$t \to \infty$,且$x = t - 6$。代入原式得:
$\lim_{t \to \infty} \left(1 - \frac{3}{t}\right)^{\frac{(t - 6) - 1}{2}} = \lim_{t \to \infty} \left(1 - \frac{3}{t}\right)^{\frac{t - 7}{2}}$
步骤3:构造重要极限形式
将表达式拆分为重要极限的乘积形式:
$\left[\left(1 - \frac{3}{t}\right)^t\right]^{\frac{t - 7}{2t}}$
当$t \to \infty$时,$\left(1 - \frac{3}{t}\right)^t \to e^{-3}$,因此原式变为:
$\left(e^{-3}\right)^{\lim_{t \to \infty} \frac{t - 7}{2t}} = e^{-3 \cdot \lim_{t \to \infty} \frac{t - 7}{2t}}$
步骤4:计算指数部分的极限
$\lim_{t \to \infty} \frac{t - 7}{2t} = \lim_{t \to \infty} \frac{1 - \frac{7}{t}}{2} = \frac{1}{2}$
因此,最终结果为:
$e^{-3 \cdot \frac{1}{2}} = e^{-\frac{3}{2}}$