[题目]-|||-求 lim _(xarrow 0)dfrac (sqrt {2+tan x)-sqrt (2+sin x)}({x)^3}

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是利用等价无穷小替换和有理化方法处理根号相减的表达式。
解题核心思路:
- 有理化:将根号相减的表达式通过分子分母同乘共轭形式,转化为更易处理的形式。
- 分解表达式:将分子中的 $\tan x - \sin x$ 进一步分解,结合 $\tan x \sim x$ 和 $\sin x \sim x$ 的等价无穷小替换。
- 分步求极限:将整体极限拆分为多个简单极限的乘积,分别计算后相乘。
破题关键点:
- 识别根号差结构,优先考虑有理化。
- 灵活应用等价无穷小(如 $\tan x \sim x$,$1 - \cos x \sim \frac{x^2}{2}$)。
- 分步化简,降低计算复杂度。
题目:求 $\lim\limits_{x \to 0} \left( \sqrt{2 + \tan x} - \sqrt{2 + \sin x} \right)$。
步骤 1:有理化处理
将表达式有理化:
$\begin{aligned}\sqrt{2 + \tan x} - \sqrt{2 + \sin x} &= \frac{(\sqrt{2 + \tan x} - \sqrt{2 + \sin x})(\sqrt{2 + \tan x} + \sqrt{2 + \sin x})}{\sqrt{2 + \tan x} + \sqrt{2 + \sin x}} \\&= \frac{(2 + \tan x) - (2 + \sin x)}{\sqrt{2 + \tan x} + \sqrt{2 + \sin x}} \\&= \frac{\tan x - \sin x}{\sqrt{2 + \tan x} + \sqrt{2 + \sin x}}.\end{aligned}$
步骤 2:分解分子 $\tan x - \sin x$
将分子分解为:
$\tan x - \sin x = \sin x \left( \frac{1}{\cos x} - 1 \right) = \sin x \cdot \frac{1 - \cos x}{\cos x}.$
步骤 3:应用等价无穷小替换
当 $x \to 0$ 时:
- $\sin x \sim x$,
- $1 - \cos x \sim \frac{x^2}{2}$,
- $\cos x \sim 1$。
因此:
$\tan x - \sin x \sim x \cdot \frac{\frac{x^2}{2}}{1} = \frac{x^3}{2}.$
步骤 4:计算分母的极限
分母为:
$\sqrt{2 + \tan x} + \sqrt{2 + \sin x} \to \sqrt{2 + 0} + \sqrt{2 + 0} = 2\sqrt{2}.$
步骤 5:整合各部分求极限
原极限可表示为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\frac{x^3}{2}}{2\sqrt{2} \cdot x} = \lim_{x \to 0} \frac{x^2}{8\sqrt{2}} = 0.$
注意:上述推导中存在错误,正确推导应为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\tan x - \sin x}{\sqrt{2 + \tan x} + \sqrt{2 + \sin x}} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{x^3}{6}}{2\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{8}.$