题目
求出下列各式之值:-|||-lim _(xarrow +infty )[ sqrt [3]({x)^3+(x)^2+x+1}-sqrt ({x)^2+x+1}dfrac (ln ({e)^x+x)}(x)] -|||-__

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查多项式根式的极限展开及泰勒展开的应用,需要将复杂的根式表达式展开为多项式形式,再通过相减求极限。
解题核心思路:
- 提取主部:对每个根式表达式,提取最高次项的根式,将剩余部分表示为低次项的和。
- 泰勒展开:对提取后的根式部分进行泰勒展开,保留到常数项或一次项,忽略高阶无穷小。
- 相减求极限:将展开后的表达式相减,消去主部项,得到常数项即为极限值。
破题关键点:
- 正确展开三次根式和平方根式,注意展开的阶数和系数。
- 处理对数部分时,利用$\ln(e^x + x) = x + \ln(1 + x e^{-x})$简化表达式。
第(1)题:$\lim _{x\rightarrow +\infty } \left[ \sqrt [3]{{x}^{3}+{x}^{2}+x+1} - \sqrt {{x}^{2}+x+1} \right]$
展开三次根式$\sqrt[3]{x^3 + x^2 + x + 1}$
- 提取主部:
$\sqrt[3]{x^3 + x^2 + x + 1} = x \sqrt[3]{1 + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} + \frac{1}{x^3}}.$ - 泰勒展开:
对$(1 + a)^{1/3}$展开到一阶($a = \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} + \frac{1}{x^3}$):
$1 + \frac{1}{3}a + o(a).$ - 化简:
$x \left[ 1 + \frac{1}{3}\left( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} + \frac{1}{x^3} \right) + o\left( \frac{1}{x} \right) \right] = x + \frac{1}{3} + o\left( \frac{1}{x} \right).$
展开平方根式$\sqrt{x^2 + x + 1}$
- 提取主部:
$\sqrt{x^2 + x + 1} = x \sqrt{1 + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}}.$ - 泰勒展开:
对$(1 + a)^{1/2}$展开到一阶($a = \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}$):
$1 + \frac{1}{2}a + o(a).$ - 化简:
$x \left[ 1 + \frac{1}{2}\left( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \right) + o\left( \frac{1}{x} \right) \right] = x + \frac{1}{2} + o\left( \frac{1}{x} \right).$
相减求极限
将两部分相减:
$\left( x + \frac{1}{3} + o\left( \frac{1}{x} \right) \right) - \left( x + \frac{1}{2} + o\left( \frac{1}{x} \right) \right) = -\frac{1}{6} + o(1).$
当$x \to +\infty$时,$o(1)$项趋于0,故极限为$-\frac{1}{6}$。