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数学
题目

lim _(xarrow 0)(dfrac (1)(x)-dfrac (1)({e)^x-1}) ()-|||-__ __

题目解答

答案

解: ═ 
 .

解析

考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是涉及分式相减后的化简与求解。关键在于处理当$x \rightarrow 0$时,分子和分母同时趋近于0的不定型,需通过变形或展开来消除不定型。

解题思路:

  1. 通分:将两个分式合并为一个分式,找到公共分母。
  2. 泰勒展开或等价无穷小替换:对分子和分母中的指数函数进行展开,或利用等价无穷小简化表达式。
  3. 化简求极限:通过展开后的多项式化简,消去高阶无穷小,最终得到极限值。

步骤1:通分合并分式

原式为:
$\lim _{x\rightarrow 0}\left(\dfrac {1}{x}-\dfrac {1}{{e}^{x}-1}\right)$
通分后得到:
$\lim _{x\rightarrow 0} \dfrac{(e^x -1) - x}{x(e^x -1)} = \lim _{x\rightarrow 0} \dfrac{e^x -1 -x}{x(e^x -1)}$

步骤2:泰勒展开化简分子

对$e^x$进行泰勒展开(保留到二阶项):
$e^x = 1 + x + \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)$
代入分子:
$e^x -1 -x = \left(1 + x + \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)\right) -1 -x = \dfrac{x^2}{2} + o(x^2)$

步骤3:等价无穷小替换分母

当$x \rightarrow 0$时,$e^x -1 \sim x$,因此分母可近似为:
$x(e^x -1) \sim x \cdot x = x^2$

步骤4:代入化简后的分子与分母

分式变为:
$\dfrac{\dfrac{x^2}{2} + o(x^2)}{x^2} = \dfrac{1}{2} + o(1)$
当$x \rightarrow 0$时,$o(1)$项趋近于0,故极限值为$\dfrac{1}{2}$。

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