[题目]求极限 lim _(xarrow infty )((sin dfrac {2)(x)+cos dfrac (1)(x))}^x= __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查变量替换法和洛必达法则在极限计算中的应用,特别是处理形如“1的∞次方”型未定式。
解题核心思路:
- 变量替换:令 $t = \dfrac{1}{x}$,将原极限转化为关于 $t \rightarrow 0$ 的表达式。
- 对数化简:对函数取自然对数,将乘积转化为加法,简化极限计算。
- 洛必达法则:处理“$\dfrac{0}{0}$”型未定式,通过求导消去不定式形式。
- 指数还原:通过 $e^{\lim \ln y}$ 得到最终结果。
破题关键点:
- 识别“1的∞次方”型未定式,选择对数化简法。
- 正确应用变量替换,将原极限转换为易处理的形式。
- 准确求导,确保洛必达法则应用过程无误。
题目修正说明:原题可能存在排版错误,实际应为求极限 $\lim _{x\rightarrow +\infty }(\sin \dfrac {2}{x}+\cos \dfrac {1}{x})^{x}$,以下解析基于此修正。
步骤1:变量替换
令 $t = \dfrac{1}{x}$,则当 $x \rightarrow +\infty$ 时,$t \rightarrow 0^+$。原式可改写为:
$\lim _{t \rightarrow 0^+} \left( \sin 2t + \cos t \right)^{\frac{1}{t}}$
步骤2:对数化简
设 $y = \left( \sin 2t + \cos t \right)^{\frac{1}{t}}$,取自然对数:
$\ln y = \dfrac{1}{t} \ln (\sin 2t + \cos t)$
步骤3:应用洛必达法则
当 $t \rightarrow 0$ 时,$\sin 2t \approx 2t$,$\cos t \approx 1 - \dfrac{t^2}{2}$,故 $\sin 2t + \cos t \approx 1 + 2t$,此时 $\ln (\sin 2t + \cos t) \approx \ln (1 + 2t) \approx 2t$,形成“$\dfrac{0}{0}$”型未定式。对分子分母分别求导:
$\begin{aligned}\lim _{t \rightarrow 0} \dfrac{\ln (\sin 2t + \cos t)}{t} &= \lim _{t \rightarrow 0} \dfrac{\dfrac{d}{dt} \ln (\sin 2t + \cos t)}{\dfrac{d}{dt} t} \\&= \lim _{t \rightarrow 0} \dfrac{\dfrac{2\cos 2t - \sin t}{\sin 2t + \cos t}}{1} \\&= \dfrac{2 \cdot 1 - 0}{0 + 1} = 2\end{aligned}$
步骤4:指数还原
原极限为:
$\lim _{t \rightarrow 0} y = e^{\lim _{t \rightarrow 0} \ln y} = e^{2}$