题目
求极限(1)lim_(x to 0) ( (1)/(1 - cos x) - (2)/(x^2) );
求极限(1)$\lim_{x \to 0} \left( \frac{1}{1 - \cos x} - \frac{2}{x^2} \right)$;
题目解答
答案
求极限 $\lim_{x \to 0} \left( \frac{1}{1 - \cos x} - \frac{2}{x^2} \right)$ 的核心步骤如下:
-
通分合并表达式
将原式化为单一分式:
$\lim_{x \to 0} \frac{x^2 - 2(1 - \cos x)}{x^2(1 - \cos x)}$ -
利用等价无穷小简化分母
当 $x \to 0$ 时,$1 - \cos x \sim \frac{x^2}{2}$,因此分母渐近于 $\frac{x^4}{2}$,极限等价于:
$\lim_{x \to 0} \frac{2[x^2 - 2(1 - \cos x)]}{x^4}$ -
泰勒展开分子关键部分
使用 $\cos x = 1 - \frac{x^2}{2} + \frac{x^4}{24} + O(x^6)$,得:
$1 - \cos x = \frac{x^2}{2} - \frac{x^4}{24} + O(x^6)$
代入后分子化简为:
$x^2 - 2(1 - \cos x) = \frac{x^4}{12} + O(x^6)$ -
代入并取极限
最终极限为:
$\lim_{x \to 0} \frac{2 \cdot \left( \frac{x^4}{12} + O(x^6) \right)}{x^4} = \frac{1}{6}$