已知 f(x)= ) ((cos x))^(x^-2), xneq 0 a, x=0 . 在 x=0 处连续,则 a= __ _.

题目解答
答案
解析:

解析
考查要点:本题主要考查函数在某点连续的定义及求解复杂极限的方法,特别是处理形如$1^\infty$型极限的技巧。
解题核心思路:
根据连续性定义,函数在$x=0$处连续的条件是$\lim_{x \to 0} f(x) = f(0)$,即求$\lim_{x \to 0} (\cos x)^{x^{-2}}$。
关键点在于将指数形式转换为自然对数形式,利用等价无穷小或洛必达法则求解极限。
步骤1:根据连续性定义列方程
由连续性定义,得:
$a = \lim_{x \to 0} (\cos x)^{x^{-2}}$
步骤2:转换为自然对数形式
将极限表达式改写为指数函数形式:
$\lim_{x \to 0} (\cos x)^{x^{-2}} = e^{\lim_{x \to 0} \frac{\ln (\cos x)}{x^2}}$
步骤3:求解指数部分的极限
计算$\lim_{x \to 0} \frac{\ln (\cos x)}{x^2}$:
-
等价无穷小替换:当$x \to 0$时,$\cos x \approx 1 - \frac{x^2}{2}$,故$\ln (\cos x) \approx -\frac{x^2}{2}$。
代入得:
$\lim_{x \to 0} \frac{-\frac{x^2}{2}}{x^2} = -\frac{1}{2}$ -
洛必达法则验证:分子$\ln (\cos x) \to 0$,分母$x^2 \to 0$,应用洛必达法则:
$\lim_{x \to 0} \frac{-\tan x}{2x} = \lim_{x \to 0} \frac{-x}{2x} = -\frac{1}{2}$
步骤4:求最终结果
将指数部分的极限代入原式:
$a = e^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{\sqrt{e}}$