lim ((sin x))^tan x-|||-arrow dfrac (pi )(2)

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,特别是处理“1的∞次方”型不定式极限的技巧,以及洛必达法则的应用。
解题核心思路:
- 取自然对数将原式转化为指数函数形式,简化计算。
- 变量替换或洛必达法则处理变形后的极限。
- 利用等价无穷小替换简化表达式。
破题关键点:
- 识别极限类型为“1的∞次方”,决定使用对数转换。
- 正确应用洛必达法则或变量替换,将复杂极限转化为可计算的形式。
- 注意三角函数在$x \rightarrow \frac{\pi}{2}$时的渐进行为。
步骤1:取自然对数
设原式为$L = \lim_{x \rightarrow \frac{\pi}{2}} (\sin x)^{\tan x}$,取自然对数得:
$\ln L = \lim_{x \rightarrow \frac{\pi}{2}} \tan x \cdot \ln (\sin x)$
步骤2:变形表达式
将$\tan x$写成$\frac{\sin x}{\cos x}$,得:
$\ln L = \lim_{x \rightarrow \frac{\pi}{2}} \frac{\sin x \cdot \ln (\sin x)}{\cos x}$
步骤3:应用洛必达法则
当$x \rightarrow \frac{\pi}{2}$时,分子$\sin x \cdot \ln (\sin x) \rightarrow 0$,分母$\cos x \rightarrow 0$,属于$\frac{0}{0}$型不定式。对分子和分母分别求导:
- 分子导数:$\cos x \cdot \ln (\sin x) + \frac{\cos^2 x}{\sin x}$
- 分母导数:$-\sin x$
应用洛必达法则后:
$\ln L = \lim_{x \rightarrow \frac{\pi}{2}} \frac{\cos x \cdot \ln (\sin x) + \frac{\cos^2 x}{\sin x}}{-\sin x}$
步骤4:代入极限值
当$x \rightarrow \frac{\pi}{2}$时,$\cos x \rightarrow 0$,$\sin x \rightarrow 1$,代入得:
$\ln L = \frac{0 + 0}{-1} = 0$
步骤5:还原指数形式
因此,$L = e^{\ln L} = e^0 = 1$。