题目
lim _(xarrow 0)(dfrac (1)(x)-dfrac (1)({e)^x-1}) ()-|||-__ __
题目解答
答案
解:
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解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是涉及指数函数与有理式的组合极限。需要掌握通分化简、等价无穷小替换或洛必达法则的应用。
解题核心思路:
当直接代入$x=0$导致$\frac{0}{0}$型不定式时,需通过通分将表达式转化为可进一步化简的形式,再利用泰勒展开或洛必达法则求解。
破题关键点:
- 通分:将两个分式合并为单一分式,简化表达式。
- 分子分母展开:利用泰勒展开或等价无穷小(如$e^x -1 \sim x$)分析分子分母的主部。
- 极限化简:通过约去高阶无穷小或多次应用洛必达法则求出最终结果。
步骤1:通分合并分式
原式为:
$\lim _{x\rightarrow 0}\left(\dfrac {1}{x}-\dfrac {1}{{e}^{x}-1}\right)$
通分后得:
$\lim _{x\rightarrow 0} \dfrac{{e}^{x}-1 -x}{x({e}^{x}-1)}$
步骤2:泰勒展开分析分子分母
对$e^x$展开至二次项:
$e^x = 1 + x + \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)$
代入分子和分母:
- 分子:$e^x -1 -x = \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)$
- 分母:$x(e^x -1) = x \cdot \left(x + \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)\right) = x^2 + o(x^2)$
步骤3:约去主部求极限
分子分母的主部均为$x^2$,系数比为$\dfrac{1/2}{1} = \dfrac{1}{2}$,故极限为$\dfrac{1}{2}$。