求极限lim _(xarrow +infty )x(sqrt (1+{x)^2}-x)。
求极限
。
题目解答
答案
解:





解析
考查要点:本题主要考查无穷小量与无穷大量的乘积极限的求解方法,以及有理化技巧的应用。
解题核心思路:
当遇到形如$\infty \cdot 0$的不定型极限时,通常需要通过变形将其转化为可直接计算的形式。本题的关键在于对根号部分进行有理化处理,消除根号相减带来的复杂性,从而简化表达式。
破题关键点:
- 有理化:将$\sqrt{1+x^2} - x$乘以共轭$\sqrt{1+x^2} + x$,利用平方差公式化简分子。
- 化简表达式:通过分子分母同除以$x$,将极限转化为关于$\frac{1}{x}$的表达式,便于计算$x \to +\infty$时的极限。
步骤1:有理化处理
原式为:
$\lim _{x\rightarrow +\infty }x(\sqrt {1+{x}^{2}}-x)$
将$\sqrt{1+x^2} - x$乘以共轭$\sqrt{1+x^2} + x$,分子分母同时乘:
$\begin{aligned}\lim _{x\rightarrow +\infty }x \cdot \frac{(\sqrt{1+x^2} - x)(\sqrt{1+x^2} + x)}{\sqrt{1+x^2} + x} &= \lim _{x\rightarrow +\infty }x \cdot \frac{1}{\sqrt{1+x^2} + x} \end{aligned}$
步骤2:化简分母
将分子和分母同时除以$x$:
$\lim _{x\rightarrow +\infty } \frac{x}{\sqrt{1+x^2} + x} = \lim _{x\rightarrow +\infty } \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x^2}} + 1}$
步骤3:计算极限
当$x \to +\infty$时,$\frac{1}{x^2} \to 0$,因此:
$\sqrt{1+\frac{1}{x^2}} \to \sqrt{1+0} = 1$
代入得:
$\frac{1}{1 + 1} = \frac{1}{2}$