题目
10. 极限 lim_(x arrow 0) ( (2 + e^frac(1)/(x))(1 + e^(2)/(x)) + (sin x)/(|ln(1+x)|) ) = _.
10. 极限 $\lim_{x \rightarrow 0} \left( \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}} + \frac{\sin x}{|\ln(1+x)|} \right) = \_.$
题目解答
答案
当 $x \to 0^+$ 时,$\frac{1}{x} \to +\infty$,$\frac{2}{x} \to +\infty$。
\[
\lim_{x \to 0^+} \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}} = \lim_{x \to 0^+} \frac{2e^{-\frac{2}{x}} + e^{-\frac{1}{x}}}{e^{-\frac{2}{x}} + 1} = 0,
\]
\[
\lim_{x \to 0^+} \frac{\sin x}{|\ln(1 + x)|} = \lim_{x \to 0^+} \frac{x}{x} = 1.
\]
总极限为 $0 + 1 = 1$。
当 $x \to 0^-$ 时,$\frac{1}{x} \to -\infty$,$\frac{2}{x} \to -\infty$。
\[
\lim_{x \to 0^-} \frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}} = \frac{2 + 0}{1 + 0} = 2,
\]
\[
\lim_{x \to 0^-} \frac{\sin x}{|\ln(1 + x)|} = \lim_{x \to 0^-} \frac{x}{-x} = -1.
\]
总极限为 $2 - 1 = 1$。
综上,原极限为 $\boxed{1}$。
解析
考查要点:本题主要考查分段函数在不同趋近方向下的极限计算,涉及指数函数、对数函数及三角函数的极限性质,以及左右极限的判断。
解题核心思路:
- 分左右极限讨论:由于$x \to 0$时,$\frac{1}{x}$和$\frac{2}{x}$的符号不同,需分别计算$x \to 0^+$和$x \to 0^-$的极限。
- 化简分式:通过分子分母同除以指数项或泰勒展开,简化表达式。
- 等价无穷小替换:利用$\sin x \sim x$和$\ln(1+x) \sim x$简化计算。
破题关键点:
- 指数函数的极限性质:当$x \to 0^+$时,$e^{\frac{1}{x}} \to +\infty$;当$x \to 0^-$时,$e^{\frac{1}{x}} \to 0$。
- 绝对值处理:当$x \to 0^-$时,$\ln(1+x) < 0$,需注意绝对值符号的影响。
当 $x \to 0^+$ 时
分式 $\frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}}$
- 分子分母同除以 $e^{\frac{2}{x}}$:
$\frac{2e^{-\frac{2}{x}} + e^{-\frac{1}{x}}}{e^{-\frac{2}{x}} + 1}$ - 极限计算:当$x \to 0^+$时,$e^{-\frac{2}{x}} \to 0$,$e^{-\frac{1}{x}} \to 0$,故极限为$\frac{0 + 0}{0 + 1} = 0$。
分式 $\frac{\sin x}{|\ln(1+x)|}$
- 等价无穷小替换:$\sin x \sim x$,$\ln(1+x) \sim x$。
- 绝对值处理:当$x \to 0^+$时,$\ln(1+x) > 0$,故$|\ln(1+x)| = \ln(1+x)$。
- 化简:
$\frac{x}{x} = 1$
总极限:$0 + 1 = 1$。
当 $x \to 0^-$ 时
分式 $\frac{2 + e^{\frac{1}{x}}}{1 + e^{\frac{2}{x}}}$
- 指数函数极限:当$x \to 0^-$时,$\frac{1}{x} \to -\infty$,故$e^{\frac{1}{x}} \to 0$,$e^{\frac{2}{x}} \to 0$。
- 直接代入:
$\frac{2 + 0}{1 + 0} = 2$
分式 $\frac{\sin x}{|\ln(1+x)|}$
- 等价无穷小替换:$\sin x \sim x$,$\ln(1+x) \sim x$。
- 绝对值处理:当$x \to 0^-$时,$\ln(1+x) < 0$,故$|\ln(1+x)| = -\ln(1+x)$。
- 化简:
$\frac{x}{-x} = -1$
总极限:$2 + (-1) = 1$。