) lim _(xarrow +infty )(sqrt ({x)^2+x}-sqrt ({x)^2-x});

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查无穷大极限的计算,特别是处理根号相减的未定式(∞ - ∞)的方法。关键在于通过有理化将表达式转化为可求极限的形式。
解题核心思路:
- 有理化:将原式乘以共轭表达式,利用平方差公式消除根号相减的复杂结构。
- 化简表达式:通过提取公因子$x$,将分母中的根号表达式转化为与$\frac{1}{x}$相关的项。
- 代入极限:当$x \rightarrow +\infty$时,$\frac{1}{x} \rightarrow 0$,进一步简化分母,最终求得极限值。
破题关键点:
- 正确应用有理化技巧,将分子分母同时乘以共轭表达式。
- 准确展开根号表达式,注意$x$的正负号对根号的影响。
- 合理处理无穷小量,忽略高阶无穷小项,简化计算。
步骤1:有理化处理
原式为$\sqrt{x^2 + x} - \sqrt{x^2 - x}$,乘以共轭表达式$\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x}$:
$\begin{aligned}\lim_{x \rightarrow +\infty} \left( \sqrt{x^2 + x} - \sqrt{x^2 - x} \right) &= \lim_{x \rightarrow +\infty} \frac{(\sqrt{x^2 + x} - \sqrt{x^2 - x})(\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x})}{\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x}} \\&= \lim_{x \rightarrow +\infty} \frac{(x^2 + x) - (x^2 - x)}{\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x}} \\&= \lim_{x \rightarrow +\infty} \frac{2x}{\sqrt{x^2 + x} + \sqrt{x^2 - x}}.\end{aligned}$
步骤2:化简分母
将分母中的根号表达式提取$x$:
$\sqrt{x^2 + x} = x \sqrt{1 + \frac{1}{x}}, \quad \sqrt{x^2 - x} = x \sqrt{1 - \frac{1}{x}}.$
代入后分母为:
$x \left( \sqrt{1 + \frac{1}{x}} + \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \right).$
因此,原式化简为:
$\lim_{x \rightarrow +\infty} \frac{2x}{x \left( \sqrt{1 + \frac{1}{x}} + \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \right)} = \lim_{x \rightarrow +\infty} \frac{2}{\sqrt{1 + \frac{1}{x}} + \sqrt{1 - \frac{1}{x}}}.$
步骤3:代入极限
当$x \rightarrow +\infty$时,$\frac{1}{x} \rightarrow 0$,故:
$\sqrt{1 + \frac{1}{x}} \rightarrow 1, \quad \sqrt{1 - \frac{1}{x}} \rightarrow 1.$
因此,极限值为:
$\frac{2}{1 + 1} = 1.$