lim_(xtoinfty)(sqrt(x^2)+x-sqrt(x^2)-x)=( )A. 1B. -1C. 0D. 不存在
A. 1
B. -1
C. 0
D. 不存在
题目解答
答案
解析
本题考查的知识点是求函数在无穷远处的极限,解题思路是先对原式进行分子有理化,然后再通过化简式子,最后求出极限值。
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分子有理化:
为了消除原式中根式的影响,我们给$\sqrt{x^{2}+x}-\sqrt{x^{2}-x}$乘以它的共轭根式$\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x}$,同时再除以$\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x}$,其值不变,即:
$\lim_{x\to\infty}(\sqrt{x^{2}+x}-\sqrt{x^{2}-x})=\lim_{x\to\infty}\frac{(\sqrt{x^{2}+x}-\sqrt{x^{2}-x})(\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x})}{\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x}}$
根据平方差公式$(a - b)(a + b) = a^2 - b^2$,上式分子可化简为$(\sqrt{x^{2}+x})^2 - (\sqrt{x^{2}-x})^2$,则原式变为:
$\lim_{x\to\infty}\frac{(x^{2}+x)-(x^{2}-x)}{\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x}}$ -
化简分子:
对分子$(x^{2}+x)-(x^{2}-x)$去括号得:
$x^{2}+x - x^{2}+x = 2x$
此时原式为$\lim_{x\to\infty}\frac{2x}{\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x}}$ -
处理分母:
因为$x\to\infty$,所以$x\gt0$,那么$\sqrt{x^{2}} = x$。
对分母$\sqrt{x^{2}+x}+\sqrt{x^{2}-x}$提取$x$得:
$\sqrt{x^{2}(1+\frac{1}{x})}+\sqrt{x^{2}(1-\frac{1}{x})}=x\sqrt{1+\frac{1}{x}}+x\sqrt{1-\frac{1}{x}}=x(\sqrt{1+\frac{1}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}})$
此时原式变为$\lim_{x\to\infty}\frac{2x}{x(\sqrt{1+\frac{1}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}})}$ -
约去$x$并求极限:
约去分子分母的$x$得:
$\lim_{x\to\infty}\frac{2}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}}$
当$x\to\infty$时,$\frac{1}{x}\to0$,则$\lim_{x\to\infty}\sqrt{1+\frac{1}{x}}=\sqrt{1 + 0}=1$,$\lim_{x\to\infty}\sqrt{1-\frac{1}{x}}=\sqrt{1 - 0}=1$。
所以$\lim_{x\to\infty}\frac{2}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}}=\frac{2}{1 + 1}=1$