题目
lim _(xarrow 1)(dfrac (1)(1-x)-dfrac (3)(1-{x)^3})=-|||-_______.
_____.
题目解答
答案
洛必达法则为:对于形式为“
”的极限,可有
。因为函数
,可得
,对极限使用洛必达法则得
,故
。
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,涉及分式的通分、因式分解以及极限的化简技巧。关键在于将两个分式合并后进行因式分解,从而约分简化表达式。
解题思路:
- 因式分解:利用立方差公式将分母$1-x^3$分解为$(1-x)(1+x+x^2)$,便于通分。
- 通分合并:将两个分式合并为一个分式,通过分子展开和化简,寻找可能的因式分解。
- 约分简化:分子因式分解后与分母约分,直接代入$x=1$计算极限。
破题关键:
- 立方差公式的应用是关键第一步,为后续通分创造条件。
- 分子因式分解后与分母的$(1-x)$约分,使表达式简化,避免复杂的极限运算。
步骤1:因式分解
将$1-x^3$分解为:
$1-x^3 = (1-x)(1+x+x^2).$
步骤2:通分合并
原式可改写为:
$\begin{aligned}\lim _{x\rightarrow 1}\left(\dfrac{1}{1-x} - \dfrac{3}{1-x^3}\right) &= \lim _{x\rightarrow 1}\left(\dfrac{1}{1-x} - \dfrac{3}{(1-x)(1+x+x^2)}\right) \\&= \lim _{x\rightarrow 1} \dfrac{(1+x+x^2) - 3}{(1-x)(1+x+x^2)}.\end{aligned}$
步骤3:分子化简
分子展开并整理:
$(1+x+x^2) - 3 = x^2 + x - 2.$
步骤4:因式分解与约分
分子$x^2 + x - 2$分解为$(x+2)(x-1)$,分母保留$(1-x)(1+x+x^2)$:
$\lim _{x\rightarrow 1} \dfrac{(x+2)(x-1)}{(1-x)(1+x+x^2)} = \lim _{x\rightarrow 1} \dfrac{-(x+2)}{1+x+x^2}.$
步骤5:代入计算
直接代入$x=1$:
$\dfrac{-(1+2)}{1+1+1} = \dfrac{-3}{3} = -1.$