题目
利用等价无穷小的性质, 求下列极限: (3)lim _(xarrow 0)dfrac (tan x-sin x)({sin )^3x};
利用等价无穷小的性质, 求下列极限:
    (3) ;
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题目解答
答案
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解析
考查要点:本题主要考查利用等价无穷小替换求极限的能力,需要熟练掌握三角函数在无穷小量下的近似展开。
解题核心思路:
- 分子变形:将$\tan x - \sin x$分解为$\sin x \left( \frac{1}{\cos x} - 1 \right)$,简化表达式。
- 等价无穷小替换:利用$\sin x \sim x$和$\frac{1}{\cos x} - 1 \sim \frac{x^2}{2}$,将高阶无穷小量替换为多项式形式。
- 化简求极限:通过约分消去高阶项,最终得到常数结果。
破题关键点:
- 分子分解是简化表达式的突破口,将复杂的三角函数差转化为更易处理的形式。
- 正确选择等价无穷小是关键,需注意替换后的阶数匹配。
步骤1:分子变形
将$\tan x - \sin x$改写为:
$\tan x - \sin x = \sin x \cdot \frac{1}{\cos x} - \sin x = \sin x \left( \frac{1}{\cos x} - 1 \right)$
步骤2:代入原式并化简
原式变为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x \left( \frac{1}{\cos x} - 1 \right)}{\sin^3 x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{\cos x} - 1}{\sin^2 x}$
步骤3:等价无穷小替换
当$x \to 0$时:  
- $\sin x \sim x$,故$\sin^2 x \sim x^2$
- $\frac{1}{\cos x} - 1 \sim \frac{x^2}{2}$(泰勒展开$\cos x = 1 - \frac{x^2}{2} + o(x^2)$,取倒数展开)
步骤4:代入近似式并求极限
$\lim_{x \to 0} \frac{\frac{x^2}{2}}{x^2} = \frac{1}{2}$