题目
2.计算下列极限:-|||-(4) lim _(xarrow infty )((1-dfrac {1)(x))}^kx (k为正整数).

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算方法,特别是涉及指数函数形式的极限,需要灵活运用自然对数的极限形式或等价无穷小替换。
解题核心思路:
将原式转化为已知极限形式$\lim_{x \to \infty} \left(1 + \frac{a}{x}\right)^x = e^a$,或通过对数变形后利用等价无穷小替换。
破题关键点:
- 识别底数与指数的关联:底数$(1 - \frac{1}{x})$与指数$kx$的乘积结构,提示可拆分为已知极限的幂次形式。
- 灵活应用等价无穷小:对$\ln(1 - \frac{1}{x})$进行展开,简化计算。
步骤1:取自然对数简化计算
设原式为$L = \lim_{x \to \infty} \left(1 - \frac{1}{x}\right)^{kx}$,取自然对数得:
$\ln L = kx \cdot \ln\left(1 - \frac{1}{x}\right)$
步骤2:展开对数表达式
当$x \to \infty$时,$\frac{1}{x}$趋近于0,利用泰勒展开或等价无穷小替换:
$\ln\left(1 - \frac{1}{x}\right) \approx -\frac{1}{x} - \frac{1}{2x^2} - \cdots \approx -\frac{1}{x}$
步骤3:代入近似值并化简
忽略高阶无穷小项,得:
$\ln L \approx kx \cdot \left(-\frac{1}{x}\right) = -k$
步骤4:还原指数形式
对$\ln L = -k$取指数函数,得:
$L = e^{-k}$