题目
极限 lim _(xarrow +infty )dfrac (ln (1+dfrac {1)(x))}(arctan x)

题目解答
答案
解析:

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是当自变量趋向于无穷大时,对数函数与反三角函数的渐进行为分析,以及等价无穷小替换的应用。
解题核心思路:
- 分子分析:当$x \rightarrow +\infty$时,$\ln\left(1+\dfrac{1}{x}\right)$可展开为$\dfrac{1}{x} - \dfrac{1}{2x^2} + \cdots$,其主导项为$\dfrac{1}{x}$,因此分子整体趋向于$0$。
- 分母分析:$\arctan x$当$x \rightarrow +\infty$时趋向于$\dfrac{\pi}{2}$,为一个常数。
- 整体趋势:分子趋向于$0$,分母趋向于常数,因此分式整体趋向于$0$。
关键点:
- 等价无穷小替换:$\ln(1+\varepsilon) \sim \varepsilon$(当$\varepsilon \rightarrow 0$)。
- 避免误用洛必达法则:原式并非$\dfrac{0}{0}$或$\dfrac{\infty}{\infty}$型不定式,直接代入即可判断极限。
步骤1:分析分子和分母的极限
- 分子:当$x \rightarrow +\infty$时,$\dfrac{1}{x} \rightarrow 0$,因此$\ln\left(1+\dfrac{1}{x}\right) \sim \dfrac{1}{x}$。
- 分母:$\arctan x \rightarrow \dfrac{\pi}{2}$。
步骤2:代入等价无穷小并化简
原式可近似为:
$\lim_{x \rightarrow +\infty} \dfrac{\dfrac{1}{x}}{\dfrac{\pi}{2}} = \lim_{x \rightarrow +\infty} \dfrac{2}{\pi x} = 0.$
结论:
通过分析分子和分母的渐进行为,直接得出极限值为$0$。