用洛必达法则求下列极限:-|||-(9) lim _(xarrow +infty )dfrac (ln (1+dfrac {1)(x))}(arctan (x)-|||-(10) lim _(xarrow 0)dfrac (ln (1+{x)^2)}(sec x-cos x)-|||-(11)limxcot2x;-|||-(12) lim _(xarrow 0)(x)^2(e)^1/(x^2);
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查利用洛必达法则求解极限的能力,涉及不同类型的不定型(如$\frac{0}{0}$、$\infty \cdot 0$等),需灵活选择变形方式或等价无穷小替换。
解题核心思路:
- 识别不定型:先判断极限形式是否为$\frac{0}{0}$或$\frac{\infty}{\infty}$,再决定是否适用洛必达法则。
- 化简表达式:对复杂分式或乘积形式,通过变形转化为分式形式,便于应用洛必达法则。
- 多次求导:若一次求导后仍为不定型,需重复应用法则,直到极限可直接计算。
破题关键点:
- 小题(9):分子分母趋向于不同极限,需变形为$\frac{0}{\text{常数}}$型。
- 小题(11):将乘积转化为分式,利用三角函数等价无穷小替换。
- 小题(12):通过变量代换或等价无穷小分析指数函数与多项式的增长关系。
(9) $\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {\ln (1+\dfrac {1}{x})}{\arctan x}$
分析:当$x \to +\infty$时,$\ln(1+\frac{1}{x}) \sim \frac{1}{x}$(等价无穷小),而$\arctan x \to \frac{\pi}{2}$,因此分子趋向于$0$,分母趋向于常数,极限为$0$。
解答:
$\lim _{x\rightarrow +\infty }\dfrac {\ln (1+\dfrac {1}{x})}{\arctan x} = \dfrac{0}{\frac{\pi}{2}} = 0$
(11) $\lim_{x\rightarrow 0} x \cot 2x$
分析:$\cot 2x = \dfrac{\cos 2x}{\sin 2x}$,当$x \to 0$时,$\sin 2x \sim 2x$,$\cos 2x \sim 1$,因此表达式可化简为$\dfrac{x}{2x} = \dfrac{1}{2}$。
解答:
$\lim_{x\rightarrow 0} x \cot 2x = \lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{x \cos 2x}{\sin 2x} = \dfrac{1}{2}$
(10) $\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {\ln (1+{x}^{2})}{\sec x-\cos x}$
分析:分子$\ln(1+x^2) \sim x^2$,分母$\sec x - \cos x = \dfrac{1}{\cos x} - \cos x = \dfrac{1 - \cos^2 x}{\cos x} \sim \dfrac{x^2}{1}$,因此极限为$\dfrac{x^2}{x^2} = 1$。
解答:
$\lim _{x\rightarrow 0}\dfrac {\ln (1+{x}^{2})}{\sec x-\cos x} = \lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{x^2}{x^2} = 1$
(12) $\lim _{x\rightarrow 0}{x}^{2}{e}^{1/{x}^{2}}$
分析:当$x \to 0$时,$e^{1/x^2} \to +\infty$,但$x^2 \to 0$,需分析两者的竞争关系。令$t = \dfrac{1}{x^2}$,则$x \to 0$等价于$t \to +\infty$,原式变为$\dfrac{t}{e^t}$,显然$\lim_{t \to +\infty} \dfrac{t}{e^t} = 0$。
解答:
$\lim _{x\rightarrow 0}{x}^{2}{e}^{1/{x}^{2}} = \lim_{t \to +\infty} \dfrac{t}{e^t} = 0$