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数学
题目

求证:lim _(xarrow {0)^+}x[ dfrac (1)(x)] =1

求证:

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查取整函数(地板函数)的性质以及夹逼定理(两边夹定理)的应用。

解题核心思路:

  1. 利用取整函数的不等式性质,将$[ \dfrac{1}{x} ]$夹在$\dfrac{1}{x}-1$和$\dfrac{1}{x}$之间。
  2. 将不等式两边乘以$x$(注意$x>0$时不等号方向不变),构造关于$x[ \dfrac{1}{x} ]$的不等式。
  3. 对不等式两边取极限,利用夹逼定理得出最终结果。

破题关键点:

  • 正确应用取整函数的不等式:对于任意正实数$y$,有$y-1 < [y] \leq y$。
  • 极限运算的准确性:当$x \rightarrow 0^+$时,$1-x$的极限为$1$,需注意$x$的趋近方向。

步骤1:应用取整函数的不等式
对于任意$x>0$,令$y = \dfrac{1}{x}$,则$y$为正实数。根据取整函数的性质:
$y - 1 < [y] \leq y$
代入$y = \dfrac{1}{x}$,得:
$\dfrac{1}{x} - 1 < \left[ \dfrac{1}{x} \right] \leq \dfrac{1}{x}$

步骤2:构造关于$x[ \dfrac{1}{x} ]$的不等式
将上述不等式两边乘以$x$(因$x>0$,不等号方向不变):
$x \left( \dfrac{1}{x} - 1 \right) < x \left[ \dfrac{1}{x} \right] \leq x \cdot \dfrac{1}{x}$
化简得:
$1 - x < x \left[ \dfrac{1}{x} \right] \leq 1$

步骤3:对不等式两边取极限
当$x \rightarrow 0^+$时:

  • 左边$1 - x$的极限为$1 - 0 = 1$。
  • 右边$1$的极限仍为$1$。

根据夹逼定理,若$1 - x < x \left[ \dfrac{1}{x} \right] \leq 1$,且两边极限均为$1$,则:
$\lim_{x \rightarrow 0^+} x \left[ \dfrac{1}{x} \right] = 1$

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