题目
8.求极限:lim_(xto+infty)x(sqrt(x^2)+1-x)
8.求极限:$\lim_{x\to+\infty}x\left(\sqrt{x^{2}+1}-x\right)$
题目解答
答案
将原式有理化:
$\lim_{x \to +\infty} x\left(\sqrt{x^2 + 1} - x\right) = \lim_{x \to +\infty} \frac{x\left(\sqrt{x^2 + 1} - x\right)\left(\sqrt{x^2 + 1} + x\right)}{\sqrt{x^2 + 1} + x}$
化简得:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1} + x}$
分子分母同除以 $x$:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{x^2}} + 1} = \frac{1}{\sqrt{1} + 1} = \frac{1}{2}$
答案: $\boxed{\frac{1}{2}}$
解析
本题考查函数极限的计算,解题思路是先对原式进行有理化,消除根式,然后通过化简式子,再分子分母同除以自变量的最高次幂,将极限转化为可直接计算的形式。
- 有理化原式:
为了消除原式中的根式,我们利用平方差公式$(a - b)(a + b) = a^2 - b^2$,给原式分子分母同时乘以$\sqrt{x^2 + 1} + x$,得到:
$\lim_{x \to +\infty} x\left(\sqrt{x^2 + 1} - x\right) = \lim_{x \to +\infty} \frac{x\left(\sqrt{x^2 + 1} - x\right)\left(\sqrt{x^2 + 1} + x\right)}{\sqrt{x^2 + 1} + x}$
根据平方差公式,分子$x\left(\sqrt{x^2 + 1} - x\right)\left(\sqrt{x^2 + 1} + x\right)=x\left[\left(\sqrt{x^2 + 1}\right)^2 - x^2\right]$,即:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{x\left[\left(\sqrt{x^2 + 1}\right)^2 - x^2\right]}{\sqrt{x^2 + 1} + x}=\lim_{x \to +\infty} \frac{x(x^2 + 1 - x^2)}{\sqrt{x^2 + 1} + x}=\lim_{x \to +\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1} + x}$ - 分子分母同除以$x$:
当$x\to +\infty$时,分子分母都趋于无穷大,为了计算极限,我们分子分母同时除以$x$,得到:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1} + x}=\lim_{x \to +\infty} \frac{\frac{x}{x}}{\frac{\sqrt{x^2 + 1}}{x} + \frac{x}{x}}=\lim_{x \to +\infty} \frac{1}{\sqrt{\frac{x^2 + 1}{x^2}} + 1}=\lim_{x \to +\infty} \frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{x^2}} + 1}$ - 计算极限:
当$x\to +\infty$时,$\frac{1}{x^2}\to 0$,所以:
$\lim_{x \to +\infty} \frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{x^2}} + 1} = \frac{1}{\sqrt{1 + 0} + 1} = \frac{1}{2}$