题目
15.lim_(xto+infty)ln(1+2^x)ln(1+(2)/(x))=____.
15.$\lim_{x\to+\infty}ln(1+2^{x})ln(1+\frac{2}{x})=$____.
题目解答
答案
当 $x \to +\infty$ 时,
1. $\ln(1+2^x) \approx \ln(2^x) = x \ln 2$,
2. $\ln\left(1 + \frac{2}{x}\right) \approx \frac{2}{x}$(利用 $\ln(1+y) \approx y$ 对于小 $y$)。
两式相乘得:
\[
\ln(1+2^x) \ln\left(1 + \frac{2}{x}\right) \approx (x \ln 2) \cdot \frac{2}{x} = 2 \ln 2 = \ln 4.
\]
因此,原极限为 $\boxed{\ln 4}$。
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是利用等价无穷小替换和对数函数的性质进行近似展开的能力。
解题核心思路:
当$x \to +\infty$时,分析两个对数函数的主导项:
- $\ln(1+2^x)$:当$x$很大时,$2^x$远大于1,因此$\ln(1+2^x) \approx \ln(2^x) = x \ln 2$。
- $\ln\left(1+\frac{2}{x}\right)$:当$x$很大时,$\frac{2}{x}$趋近于0,利用等价无穷小$\ln(1+y) \approx y$(其中$y = \frac{2}{x}$),得$\ln\left(1+\frac{2}{x}\right) \approx \frac{2}{x}$。
将两部分相乘后,$x$约去,最终结果为常数。
步骤1:近似展开$\ln(1+2^x)$
当$x \to +\infty$时,$2^x$远大于1,因此:
$\ln(1+2^x) \approx \ln(2^x) = x \ln 2.$
步骤2:近似展开$\ln\left(1+\frac{2}{x}\right)$
当$x \to +\infty$时,$\frac{2}{x} \to 0$,利用等价无穷小$\ln(1+y) \approx y$(其中$y = \frac{2}{x}$):
$\ln\left(1+\frac{2}{x}\right) \approx \frac{2}{x}.$
步骤3:相乘并求极限
将两部分相乘:
$\ln(1+2^x) \cdot \ln\left(1+\frac{2}{x}\right) \approx (x \ln 2) \cdot \frac{2}{x} = 2 \ln 2.$
因此,原极限为:
$\lim_{x\to+\infty} \ln(1+2^{x})\ln\left(1+\frac{2}{x}\right) = 2 \ln 2 = \ln 4.$