题目
10、单选-|||-极限 lim _(xarrow 0)[ dfrac ((1+x)ln (1+x))({sin )^2x}-dfrac (1)(sin x)] = () ,(单选题)-|||-(3分)-|||-A-|||-dfrac (1)(6)-|||-B dfrac (1)(2)-|||-C -dfrac (1)(3)-|||--dfrac (1){}

题目解答
答案

解析
本题考查洛必达法则的应用,核心思路是将原式转化为0/0型不定式后多次使用洛必达法则,或利用泰勒展开简化计算。关键在于:
- 合并分式,将原式转化为统一的分式形式;
- 识别不定式类型,判断是否适用洛必达法则;
- 多次求导或展开高阶项,逐步化简极限表达式。
步骤1:合并分式
原式可变形为:
$\lim_{x \to 0} \left[ \frac{(1+x)\ln(1+x)}{\sin^2 x} - \frac{1}{\sin x} \right] = \lim_{x \to 0} \frac{(1+x)\ln(1+x) - \sin x}{\sin^2 x}$
步骤2:应用洛必达法则
当$x \to 0$时,分子$(1+x)\ln(1+x) - \sin x \to 0$,分母$\sin^2 x \to 0$,属于0/0型不定式。对分子分母分别求导:
- 分子导数:$\ln(1+x) + 1 - \cos x$
- 分母导数:$2 \sin x \cos x$
极限变为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\ln(1+x) + 1 - \cos x}{2 \sin x \cos x}$
步骤3:再次应用洛必达法则
此时分子$\ln(1+x) + 1 - \cos x \to 0$,分母$2 \sin x \cos x \to 0$,仍为0/0型。继续求导:
- 分子导数:$\frac{1}{1+x} + \sin x$
- 分母导数:$2(\cos^2 x - \sin^2 x)$
极限变为:
$\lim_{x \to 0} \frac{\frac{1}{1+x} + \sin x}{2(\cos^2 x - \sin^2 x)} = \frac{1 + 0}{2(1 - 0)} = \frac{1}{2}$