(5) lim _(xarrow 0)((dfrac {{a)^x+(b)^x+(c)^x}(3))}^dfrac (1{x)}(agt 0,bgt 0,cgt 0);

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查指数函数的极限以及对数转换法的应用,涉及泰勒展开或洛必达法则的使用。
解题核心思路:
当遇到形如$\lim_{x \to 0} \left(1 + kx \right)^{1/x}$的极限时,可利用自然对数转换或泰勒展开将其转化为指数函数的形式。本题中,通过展开$a^x, b^x, c^x$并取平均,结合极限公式$\lim_{x \to 0} (1 + kx)^{1/x} = e^k$,即可快速求解。
破题关键点:
- 泰勒展开:将$a^x, b^x, c^x$展开到一阶,简化表达式。
- 对数转换:对整体取自然对数,将乘幂转化为线性运算。
- 极限公式:利用$\lim_{x \to 0} (1 + kx)^{1/x} = e^k$直接得出结果。
步骤1:泰勒展开近似
当$x \to 0$时,$a^x = 1 + x \ln a + o(x)$,同理$b^x = 1 + x \ln b + o(x)$,$c^x = 1 + x \ln c + o(x)$。
将三者相加并除以3,得:
$\frac{a^x + b^x + c^x}{3} = 1 + \frac{x}{3} (\ln a + \ln b + \ln c) + o(x).$
步骤2:对数转换
设原式为$L$,取自然对数:
$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{1}{x} \ln \left(1 + \frac{x}{3} (\ln a + \ln b + \ln c) + o(x) \right).$
步骤3:应用极限公式
当$x \to 0$时,$\ln(1 + kx) \approx kx$,因此:
$\ln L = \lim_{x \to 0} \frac{1}{x} \cdot \left( \frac{x}{3} (\ln a + \ln b + \ln c) + o(x) \right) = \frac{\ln a + \ln b + \ln c}{3}.$
步骤4:化简结果
$\ln L = \frac{\ln(abc)}{3} \implies L = e^{\frac{\ln(abc)}{3}} = (abc)^{1/3}.$