题目
(5) 已知极限 lim _(xarrow 0)dfrac (1-cos 2x)(sqrt {1+a{x)^2}-1}=2 ,则 a= __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用等价无穷小替换求解极限的能力,以及对常见无穷小替换公式的掌握。
解题核心思路:
当$x \rightarrow 0$时,分子$1 - \cos 2x$和分母$\sqrt{1 + a x^2} - 1$均趋近于$0$,属于“$0/0$”型不定式。此时,通过等价无穷小替换简化分子和分母,将原极限转化为关于$a$的方程求解。
破题关键点:
- 分子替换:利用$1 - \cos \theta \sim \dfrac{\theta^2}{2}$(当$\theta \rightarrow 0$),将$1 - \cos 2x$替换为$2x^2$。
- 分母替换:利用$\sqrt{1 + t} - 1 \sim \dfrac{t}{2}$(当$t \rightarrow 0$),将$\sqrt{1 + a x^2} - 1$替换为$\dfrac{a x^2}{2}$。
- 建立方程:将替换后的分子分母代入原式,令极限值等于$2$,解出$a$。
步骤1:分子等价无穷小替换
当$x \rightarrow 0$时,$1 - \cos 2x \sim \dfrac{(2x)^2}{2} = 2x^2$。
步骤2:分母等价无穷小替换
当$x \rightarrow 0$时,$\sqrt{1 + a x^2} - 1 \sim \dfrac{a x^2}{2}$。
步骤3:代入原式并化简
原极限变为:
$\lim_{x \rightarrow 0} \dfrac{2x^2}{\dfrac{a x^2}{2}} = \lim_{x \rightarrow 0} \dfrac{2x^2 \cdot 2}{a x^2} = \dfrac{4}{a}.$
步骤4:根据极限值求解$a$
由题意$\dfrac{4}{a} = 2$,解得$a = 2$。