16 lim _(xarrow {0)^+}((dfrac {1)(x))}^tan x

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查极限的计算方法,特别是处理形如$a(x)^{b(x)}$型未定式的能力。需要掌握自然对数与指数函数的转换,以及等价无穷小替换的应用。
解题核心思路:
将原式转化为指数函数形式$e^{f(x)}$,通过计算指数部分的极限来简化问题。关键在于处理$\tan x \cdot \ln(\frac{1}{x})$的极限,利用$\tan x \approx x$(当$x \to 0$)进行近似,并结合变量替换或洛必达法则求解。
破题关键点:
- 识别未定式类型:原式为$\infty^0$型未定式,需转换为指数形式。
- 简化指数部分:利用$\tan x \approx x$将复杂表达式转化为易处理的形式。
- 计算极限:通过变量替换或极限性质证明$-x \ln x \to 0$。
步骤1:转换为指数形式
原式可写为:
$\lim_{x \to 0^+} \left( \frac{1}{x} \right)^{\tan x} = \lim_{x \to 0^+} e^{\tan x \cdot \ln \left( \frac{1}{x} \right)}.$
步骤2:计算指数部分的极限
指数部分为:
$\tan x \cdot \ln \left( \frac{1}{x} \right) = \tan x \cdot (-\ln x).$
当$x \to 0^+$时,$\tan x \approx x$,因此:
$\lim_{x \to 0^+} -x \ln x.$
步骤3:变量替换求极限
令$t = -\ln x$,则$x = e^{-t}$,当$x \to 0^+$时,$t \to +\infty$。代入得:
$\lim_{t \to +\infty} -e^{-t} \cdot t = \lim_{t \to +\infty} \frac{-t}{e^t} = 0.$
(因指数函数增长速度远快于多项式函数。)
步骤4:代回指数函数
指数部分的极限为$0$,故原式为:
$e^0 = 1.$