(17) lim _(xarrow {0)^+}((dfrac {1)(x))}^tan x

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是涉及指数函数与三角函数的复合形式。需要掌握等价无穷小替换、洛必达法则以及自然对数转换法的应用。
解题核心思路:
当遇到形如“$1^{\infty}$”型未定式时,通常通过取自然对数转化为求极限,再结合等价无穷小替换和洛必达法则简化计算。本题的关键在于将原式转换为指数函数形式,再处理指数部分的极限。
破题关键点:
- 取自然对数,将原式转化为指数函数形式;
- 等价无穷小替换:当$x \to 0$时,$\tan x \sim x$;
- 洛必达法则处理“$0 \cdot \infty$”型未定式。
设原式为$L = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}}{\left(\dfrac {1}{x}\right)}^{\tan x}$,步骤如下:
步骤1:取自然对数
对$L$取自然对数:
$\ln L = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} \tan x \cdot \ln \left(\dfrac{1}{x}\right) = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} \tan x \cdot (-\ln x)$
步骤2:等价无穷小替换
当$x \to 0^+$时,$\tan x \sim x$,因此:
$\ln L = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} x \cdot (-\ln x)$
步骤3:转换为分数形式
将表达式改写为:
$\ln L = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} \dfrac{-\ln x}{\dfrac{1}{x}}$
此时分子$-\ln x \to +\infty$,分母$\dfrac{1}{x} \to +\infty$,属于“$\dfrac{\infty}{\infty}$”型,应用洛必达法则:
$\ln L = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} \dfrac{\dfrac{d}{dx}(-\ln x)}{\dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{1}{x}\right)} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} \dfrac{-\dfrac{1}{x}}{-\dfrac{1}{x^2}} = \lim _{x\rightarrow {0}^{+}} x = 0$
步骤4:求指数还原
因此,原式为:
$$
L = e^{\ln L} = e^{0} = 1
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