题目
极限lim _(xarrow 0)dfrac (1-sqrt {1-{x)^2}cos x}(1+{x)^2-(cos )^2x}=
极限
题目解答
答案
依题意,计算

当
时,有


∴该极限属于
型,使用洛必达法则,将分子分母同时求导,得





解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是0/0型不定式的处理方法,常用洛必达法则或泰勒展开。
解题核心思路:
- 代入$x=0$发现分子分母均为0,属于0/0型不定式,可使用洛必达法则。
- 对分子分母分别求导,化简后再次代入$x=0$,若仍为0/0型则重复应用洛必达法则,或通过观察分子分母的主部直接化简。
破题关键点:
- 识别不定式类型,选择合适的方法。
- 正确求导并化简表达式,注意代数变形中的近似处理(如泰勒展开)。
步骤1:验证不定式类型
当$x \rightarrow 0$时,分子$1 - \sqrt{1-x^2}\cos x \rightarrow 0$,分母$1 + x^2 - \cos^2 x \rightarrow 0$,属于0/0型不定式,适用洛必达法则。
步骤2:应用洛必达法则
对分子分母分别求导:
- 分子导数:
$\frac{d}{dx}\left(1 - \sqrt{1-x^2}\cos x\right) = \frac{x \cos x}{\sqrt{1-x^2}} + \sqrt{1-x^2} \sin x$ - 分母导数:
$\frac{d}{dx}\left(1 + x^2 - \cos^2 x\right) = 2x + 2\cos x \sin x$
步骤3:化简极限表达式
将导数代入原极限:
$\lim_{x \rightarrow 0} \frac{\frac{x \cos x}{\sqrt{1-x^2}} + \sqrt{1-x^2} \sin x}{2x + 2\cos x \sin x}$
当$x \rightarrow 0$时,$\sqrt{1-x^2} \approx 1$,$\cos x \approx 1$,$\sin x \approx x$,代入得:
$\lim_{x \rightarrow 0} \frac{x \cdot 1 + 1 \cdot x}{2x + 2 \cdot 1 \cdot x} = \lim_{x \rightarrow 0} \frac{2x}{4x} = \frac{1}{2}$