题目
试求下列极限:-|||-lim _(xarrow 2)(sqrt (3-x)+ln dfrac (x)(2))dfrac (1)({sin )^2(x-2)}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查变上限变量替换、泰勒展开以及重要极限公式的应用,属于“1的∞次方”型极限问题。
解题核心思路:
- 变量替换:令$x-2 = t$,将极限转化为关于$t \rightarrow 0$的形式,简化表达式。
- 泰勒展开:对底数中的$\sqrt{1-t}$和$\ln(1+\frac{t}{2})$展开至二次项,合并后得到$1 - \frac{t^2}{4} + o(t^2)$。
- 重要极限公式:利用$\lim_{t \rightarrow 0} (1 + a t^2)^{\frac{1}{t^2}} = e^{a}$,直接得出结果。
破题关键点:
- 识别极限类型:通过底数趋近于1、指数趋近于无穷大,确定使用自然对数转换或泰勒展开。
- 展开精度控制:需展开至二次项,确保保留足够的精度以匹配指数中的$\frac{1}{t^2}$。
变量替换:令$x = 2 + t$,则当$x \rightarrow 2$时,$t \rightarrow 0$。原式变形为:
$\lim_{t \rightarrow 0} \left( \sqrt{1 - t} + \ln\left(1 + \frac{t}{2}\right) \right)^{\frac{1}{\sin^2 t}}.$
泰勒展开:
- $\sqrt{1 - t}$展开至二次项:
$\sqrt{1 - t} = 1 - \frac{t}{2} - \frac{t^2}{8} + o(t^2).$ - $\ln\left(1 + \frac{t}{2}\right)$展开至二次项:
$\ln\left(1 + \frac{t}{2}\right) = \frac{t}{2} - \frac{t^2}{8} + o(t^2).$ - 合并底数部分:
$\sqrt{1 - t} + \ln\left(1 + \frac{t}{2}\right) = 1 - \frac{t^2}{4} + o(t^2).$
应用重要极限公式:
将底数写为$1 - \frac{t^2}{4}$,指数近似为$\frac{1}{t^2}$,则:
$\lim_{t \rightarrow 0} \left(1 - \frac{t^2}{4}\right)^{\frac{1}{t^2}} = e^{-\frac{1}{4}}.$