lim_(x to 0) (sqrt(1 - sin x) - 1)/(x + x^2) = ______. (答案写成形如 -a/b 的最简分数)
$\lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{1 - \sin x} - 1}{x + x^2} = \_\_\_\_\_\_$. (答案写成形如 $-a/b$ 的最简分数)
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是处理0/0型不定式的方法,以及有理化技巧和等价无穷小的运用。
解题核心思路:
- 有理化处理:通过分子分母同乘以共轭表达式,消除根号差,将分子化简为多项式形式。
- 等价无穷小替换:利用$\sin x \sim x$(当$x \to 0$时)简化表达式。
- 极限运算:通过约分和代入求极限。
破题关键点:
- 识别0/0型不定式,选择有理化或洛必达法则。
- 正确展开分子,注意符号变化。
- 分母分解因式,结合等价无穷小替换简化计算。
步骤1:有理化处理
将分子和分母同时乘以$\sqrt{1 - \sin x} + 1$:
$\begin{aligned}\lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{1 - \sin x} - 1}{x + x^2} &= \lim_{x \to 0} \frac{(\sqrt{1 - \sin x} - 1)(\sqrt{1 - \sin x} + 1)}{(x + x^2)(\sqrt{1 - \sin x} + 1)} \\&= \lim_{x \to 0} \frac{(1 - \sin x) - 1}{(x + x^2)(\sqrt{1 - \sin x} + 1)} \\&= \lim_{x \to 0} \frac{-\sin x}{(x + x^2)(\sqrt{1 - \sin x} + 1)}.\end{aligned}$
步骤2:等价无穷小替换
当$x \to 0$时,$\sin x \sim x$,且$\sqrt{1 - \sin x} + 1 \to \sqrt{1 - 0} + 1 = 2$,代入得:
$\lim_{x \to 0} \frac{-x}{(x + x^2) \cdot 2}.$
步骤3:化简分母并约分
分母分解为$x(1 + x)$,约去分子分母的$x$:
$\lim_{x \to 0} \frac{-x}{2x(1 + x)} = \lim_{x \to 0} \frac{-1}{2(1 + x)}.$
步骤4:代入求极限
当$x \to 0$时,$1 + x \to 1$,最终结果为:
$-\frac{1}{2}.$