题目
求极限lim _(xarrow 0)dfrac ({int )_(0)^xcos (t)^2dt}(ln (1+x))
求极限
题目解答
答案
利用等价无穷小和洛必达法则直接计算即可:


解析
考查要点:本题主要考查等价无穷小替换和洛必达法则的应用,以及积分上限函数的求导。
解题核心思路:
当$x \to 0$时,分子$\int_{0}^{x} \cos t^2 \, dt$和分母$\ln(1+x)$均为无穷小量,属于$\frac{0}{0}$型不定式。可通过以下两种方式处理:
- 等价无穷小替换:将分母$\ln(1+x)$替换为$x$,简化表达式后直接应用洛必达法则;
- 直接应用洛必达法则:对原式直接求导,分子导数为$\cos x^2$,分母导数为$\frac{1}{1+x}$。
破题关键点:
- 识别无穷小类型:确认分子和分母均为无穷小量,满足洛必达法则的使用条件;
- 灵活选择简化步骤:通过等价无穷小替换或直接求导,将复杂表达式转化为简单极限。
步骤1:等价无穷小替换
当$x \to 0$时,$\ln(1+x) \sim x$,因此原式可化简为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\int_{0}^{x} \cos t^2 \, dt}{x}$
步骤2:应用洛必达法则
分子$\int_{0}^{x} \cos t^2 \, dt$在$x \to 0$时仍为无穷小量,属于$\frac{0}{0}$型不定式。对分子和分母分别求导:
- 分子导数:$\frac{d}{dx} \int_{0}^{x} \cos t^2 \, dt = \cos x^2$;
- 分母导数:$\frac{d}{dx} x = 1$。
因此,极限变为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\cos x^2}{1} = \cos 0^2 = 1$