题目
求极限lim _(xarrow infty )((dfrac {x)(1+x))}^2x+3
求极限
题目解答
答案



正确答案为
解析
考查要点:本题主要考查无穷极限的求解方法,特别是处理形如$1^\infty$型不定式的技巧,以及利用自然指数函数$e$的极限形式进行转化的能力。
解题核心思路:
- 识别极限类型:当$x \to \infty$时,底数$\dfrac{x}{1+x} \to 1$,指数$2x+3 \to \infty$,属于$1^\infty$型不定式。
- 转化形式:将底数改写为$1 - \dfrac{1}{1+x}$,并利用极限公式$\lim_{n \to \infty} \left(1 - \dfrac{a}{n}\right)^n = e^{-a}$。
- 变量替换与化简:通过变量替换或泰勒展开,将复杂表达式转化为标准指数形式。
破题关键点:
- 正确改写底数:将$\dfrac{x}{1+x}$转化为$1 - \dfrac{1}{1+x}$,为应用标准极限公式做准备。
- 处理指数部分:通过变量替换或直接化简,将指数$2x+3$与分母$1+x$的比值转化为常数。
步骤1:改写底数
将原式改写为:
$\left(1 - \dfrac{1}{1+x}\right)^{2x+3}$
步骤2:应用自然对数转化
设极限值为$L$,则:
$\ln L = \lim_{x \to \infty} (2x+3) \cdot \ln\left(1 - \dfrac{1}{1+x}\right)$
步骤3:泰勒展开近似
当$x \to \infty$时,$\dfrac{1}{1+x} \to 0$,利用泰勒展开$\ln(1 - y) \approx -y$($y$较小时):
$\ln\left(1 - \dfrac{1}{1+x}\right) \approx -\dfrac{1}{1+x}$
步骤4:化简极限表达式
代入近似值:
$\ln L \approx \lim_{x \to \infty} (2x+3) \cdot \left(-\dfrac{1}{1+x}\right) = \lim_{x \to \infty} \dfrac{-(2x+3)}{1+x}$
步骤5:求极限并还原结果
分子分母同除以$x$:
$\lim_{x \to \infty} \dfrac{-2 - \dfrac{3}{x}}{\dfrac{1}{x} + 1} = \dfrac{-2}{1} = -2$
因此,$L = e^{-2}$。