题目
求下列极限.-|||-lim _(xarrow 0)dfrac ({e)^x-sqrt (x+1)}(x);

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算方法,特别是处理$\dfrac{0}{0}$型不定式的能力,需要灵活运用导数工具或泰勒展开等技巧。
解题核心思路:
当直接代入$x=0$导致$\dfrac{0}{0}$型不定式时,可优先考虑洛必达法则或等价无穷小替换。本题分子中的$e^x$和$\sqrt{x+1}$在$x \rightarrow 0$时均可展开为泰勒多项式,通过展开后化简分子,再结合分母$x$的约简即可求解。
破题关键点:
- 识别不定式类型:分子和分母在$x=0$处均为0,属于$\dfrac{0}{0}$型。
- 选择合适方法:洛必达法则或泰勒展开均可快速求解,但需注意展开项的选取。
方法一:洛必达法则
- 验证条件:当$x \rightarrow 0$时,分子$e^x - \sqrt{x+1} \rightarrow 0$,分母$x \rightarrow 0$,满足$\dfrac{0}{0}$型不定式。
- 应用洛必达法则:
对分子和分母分别求导:- 分子导数:$\dfrac{d}{dx}(e^x - \sqrt{x+1}) = e^x - \dfrac{1}{2\sqrt{x+1}}$
- 分母导数:$\dfrac{d}{dx}(x) = 1$
因此,原极限转化为:
$\lim_{x \rightarrow 0} \dfrac{e^x - \dfrac{1}{2\sqrt{x+1}}}{1}$
- 代入$x=0$:
$e^0 - \dfrac{1}{2\sqrt{0+1}} = 1 - \dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{2}$
方法二:泰勒展开
- 展开分子中的函数:
- $e^x = 1 + x + \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)$
- $\sqrt{x+1} = 1 + \dfrac{x}{2} - \dfrac{x^2}{8} + o(x^2)$
- 计算分子差:
$e^x - \sqrt{x+1} = \left(1 + x + \dfrac{x^2}{2}\right) - \left(1 + \dfrac{x}{2} - \dfrac{x^2}{8}\right) = \dfrac{x}{2} + \dfrac{5x^2}{8} + o(x^2)$ - 代入原式并化简:
$\dfrac{\dfrac{x}{2} + \dfrac{5x^2}{8} + o(x^2)}{x} = \dfrac{1}{2} + \dfrac{5x}{8} + o(x)$
当$x \rightarrow 0$时,高阶无穷小项趋近于0,故极限为$\dfrac{1}{2}$。