题目
1.17 设lim_(xto1)(x^2+ax+b)/(sin(x^2)-1)=3,则a,b=()A. 4,5B. -5,4C. 4,-5D. -4,5
1.17 设$\lim_{x\to1}\frac{x^{2}+ax+b}{\sin(x^{2}-1)}=3$,则a,b=()
A. 4,5
B. -5,4
C. 4,-5
D. -4,5
题目解答
答案
C. 4,-5
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,特别是利用洛必达法则处理$\frac{0}{0}$型不定式,以及通过代数方程求解参数的能力。
解题核心思路:
- 确定分子在$x=1$处为零:由于分母$\sin(x^2-1)$在$x=1$时为0,若极限存在且为有限值,分子$x^2+ax+b$在$x=1$处也必须为0,从而得到方程$a + b = -1$。
- 应用洛必达法则:将分子分母分别求导,化简后得到关于$a$的方程,结合已知极限值求解$a$,最终代入方程求$b$。
破题关键点:
- 分子零点条件:确保极限存在。
- 导数计算与方程联立:通过洛必达法则和极限值建立方程组。
步骤1:确定分子在$x=1$处为零
当$x \to 1$时,分母$\sin(x^2 -1) \to \sin(0) = 0$。若极限存在且为有限值,则分子$x^2 + ax + b$在$x=1$处也必须为0:
$1^2 + a \cdot 1 + b = 0 \implies a + b = -1.$
步骤2:应用洛必达法则
分子和分母在$x=1$处均为0,满足$\frac{0}{0}$型不定式,对分子分母分别求导:
- 分子导数:$f'(x) = 2x + a$
- 分母导数:$g'(x) = \cos(x^2 -1) \cdot 2x$
极限变为:
$\lim_{x \to 1} \frac{2x + a}{\cos(x^2 -1) \cdot 2x}.$
代入$x=1$,$\cos(1^2 -1) = \cos(0) = 1$,化简得:
$\lim_{x \to 1} \frac{2x + a}{2x} = \frac{2 \cdot 1 + a}{2 \cdot 1} = \frac{2 + a}{2}.$
根据题意,该极限等于3:
$\frac{2 + a}{2} = 3 \implies 2 + a = 6 \implies a = 4.$
步骤3:求$b$的值
将$a=4$代入$a + b = -1$:
$4 + b = -1 \implies b = -5.$