[题目]-|||-lim _(xarrow 0)dfrac (xtan x)(sqrt {1-{x)^2}-1}

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,特别是利用等价无穷小替换和分母有理化处理来简化表达式的能力。
解题核心思路:
当$x \rightarrow 0$时,分子和分母均趋近于$0$,属于$\dfrac{0}{0}$型不定式。此时,可以通过以下两种方法简化计算:  
- 分母有理化:将分母$\sqrt{1-x^2}-1$乘以共轭$\sqrt{1-x^2}+1$,消去根号;
- 等价无穷小替换:利用$\tan x \sim x$和$\sqrt{1-x^2}-1 \sim -\dfrac{x^2}{2}$简化表达式。
破题关键点:
- 分子处理:将$\tan x$替换为$x$;
- 分母处理:通过有理化或泰勒展开得到$\sqrt{1-x^2}-1 \approx -\dfrac{x^2}{2}$。
步骤1:分母有理化
将分子分母同时乘以$\sqrt{1-x^2}+1$:
$\begin{aligned}\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x}{\sqrt {1-{x}^{2}}-1} &= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{(\sqrt{1-x^2}-1)(\sqrt{1-x^2}+1)} \\&= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{(1-x^2)-1} \\&= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x\tan x \cdot (\sqrt{1-x^2}+1)}{-x^2}.\end{aligned}$
步骤2:化简表达式
当$x \rightarrow 0$时,$\sqrt{1-x^2}+1 \rightarrow 2$,且$\tan x \sim x$,代入得:
$\begin{aligned}&= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {x \cdot x \cdot 2}{-x^2} \\&= \lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {2x^2}{-x^2} \\&= -2.\end{aligned}$