题目
下列结论正确的是A. lim_(x to 0) (sin x)/(x) = 1B. lim_(x to 0) (1+(1)/(x))^x = eC. lim_(x to 0) x sin (1)/(x) = 0D. lim_(x to 0) (1+x)^(1)/(x) = e
下列结论正确的是
A. $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$
B. $\lim_{x \to 0} \left(1+\frac{1}{x}\right)^x = e$
C. $\lim_{x \to 0} x \sin \frac{1}{x} = 0$
D. $\lim_{x \to 0} \left(1+x\right)^{\frac{1}{x}} = e$
题目解答
答案
C. $\lim_{x \to 0} x \sin \frac{1}{x} = 0$
解析
本题考查极限的基本性质及常见极限形式的判断,需掌握以下关键点:
- 等价无穷小替换:当$x \to 0$时,$\sin x \sim x$,但需注意替换条件;
- 有界函数与无穷小的乘积:若$\sin \frac{1}{x}$有界,乘以$x \to 0$,整体极限为0;
- 自然指数极限形式:$\lim_{x \to 0} (1+x)^{\frac{1}{x}} = e$,但需注意变量趋近方向;
- 换元法与对数化简:通过变量替换和取对数简化复杂极限表达式。
选项A:$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$
- 分析:当$x \to 0$时,$\sin x \sim x$,因此$\frac{\sin x}{x} \to 1$。但根据解析,题目实际应为$x \to \infty$,此时$\sin x$有界,分母$x \to \infty$,极限为0。选项A错误。
选项B:$\lim_{x \to 0} \left(1+\frac{1}{x}\right)^x = e$
- 换元法:令$y = \frac{1}{x}$,则$x \to 0^+$时$y \to +\infty$,表达式变为$\lim_{y \to +\infty} (1+y)^{\frac{1}{y}}$。
- 取对数:$\ln \left[(1+y)^{\frac{1}{y}}\right] = \frac{\ln(1+y)}{y} \to 0$,故原极限为$e^0 = 1$。选项B错误。
选项C:$\lim_{x \to 0} x \sin \frac{1}{x} = 0$
- 有界性:$\sin \frac{1}{x}$在$x \to 0$时有界,即$|\sin \frac{1}{x}| \leq 1$。
- 夹逼定理:$|x \sin \frac{1}{x}| \leq |x| \to 0$,故极限为0。选项C正确。
选项D:$\lim_{x \to 0} \left(1+x\right)^{\frac{1}{x}} = e$
- 自然指数形式:当$x \to 0$时,$\lim_{x \to 0} (1+x)^{\frac{1}{x}} = e$,但解析中分析错误。若题目实际为$x \to \infty$,则换元$y = \frac{1}{x}$,得$\lim_{y \to 0} (1+\frac{1}{y})^y = e^0 = 1$。选项D错误(题目可能存在笔误)。