题目
(11) lim _(xarrow 0)dfrac (3sin x+{x)^2cos dfrac (1)(x)}((1+cos x)ln (1+x))= __
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查极限的计算,涉及等价无穷小替换、分式拆分以及有界函数与无穷小量乘积的性质。
解题核心思路:
- 分子拆分:将分子拆分为$3\sin x$和$x^2 \cos \frac{1}{x}$两部分,分别分析其极限。
- 分母简化:利用$\sin x \sim x$和$\ln(1+x) \sim x$的等价无穷小替换,简化分母表达式。
- 高阶无穷小忽略:判断$x^2 \cos \frac{1}{x}$为比$x$更高阶的无穷小,可忽略其对极限的影响。
破题关键点:
- 识别$x^2 \cos \frac{1}{x}$的极限为0,因为$x^2$趋近于0且$\cos \frac{1}{x}$有界。
- 等价无穷小替换简化分母中的$\ln(1+x)$和分子中的$\sin x$。
步骤1:拆分分子与分母
原式可拆分为:
$\lim_{x \to 0} \frac{3\sin x}{(1+\cos x)\ln(1+x)} + \lim_{x \to 0} \frac{x^2 \cos \frac{1}{x}}{(1+\cos x)\ln(1+x)}.$
步骤2:计算第一部分的极限
- 分子:$\sin x \sim x$,故$3\sin x \sim 3x$。
- 分母:
- $1+\cos x \sim 2$(当$x \to 0$时,$\cos x \approx 1$)。
- $\ln(1+x) \sim x$。
因此,分母$\sim 2x$。
- 整体:$\frac{3x}{2x} = \frac{3}{2}$。
步骤3:计算第二部分的极限
- 分子:$x^2 \cos \frac{1}{x}$的绝对值不超过$x^2$,当$x \to 0$时,$x^2 \to 0$。
- 分母:$\sim 2x$。
- 整体:$\frac{x^2}{2x} \cos \frac{1}{x} = \frac{x}{2} \cos \frac{1}{x}$,因$\frac{x}{2} \to 0$且$\cos \frac{1}{x}$有界,故极限为0。
步骤4:合并结果
两部分相加得:$\frac{3}{2} + 0 = \frac{3}{2}$。