题目
极限lim_(xto0)(e^x-sin x-1)/(1-cos x)=( ).A. 0B. 1C. 2D. 不存在
极限$\lim_{x\to0}\frac{e^{x}-\sin x-1}{1-\cos x}=( )$.
A. 0
B. 1
C. 2
D. 不存在
题目解答
答案
B. 1
解析
本题考查利用等价无穷小和洛必达法则求极限的知识。解题思路是先判断该极限是否为$\frac{0}{0}$型未定式,若是,则可考虑使用等价无穷小替换简化式子,若替换后仍无法求解,再使用洛必达法则进一步计算。
- 判断极限类型:
当$x\to0$时,分子$e^{x}-\sin x - 1\to e^{0}-\sin 0 - 1=1 - 0 - 1 = 0$,分母$1 - \cos x\to 1 - \cos 0=1 - 1 = 0$,所以该极限是$\frac{0}{0}$型未定式。 - 使用等价无穷小替换:
当$x\to0$时,$1 - \cos x\sim\frac{1}{2}x^{2}$,则原式可化为$\lim_{x\to0}\frac{e^{x}-\sin x - 1}{\frac{1}{2}x^{2}}$,此时该极限仍为$\frac{0}{0}$型未定式。 - 使用洛必达法则:
洛必达法则是指在一定条件下,对于$\frac{0}{0}$型或$\frac{\infty}{\infty}$型未定式$\lim_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)}$,有$\lim_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)}=\lim_{x\to a}\frac{f^\prime(x)}{g^\prime(x)}$。
对分子分母分别求导,$(e^{x}-\sin x - 1)^\prime=e^{x}-\cos x$,$(\frac{1}{2}x^{2})^\prime=x$,则$\lim_{x\to0}\frac{e^{x}-\sin x - 1}{\frac{1}{2}x^{2}}=\lim_{x\to0}\frac{e^{x}-\cos x}{x}$,此时该极限还是$\frac{0}{0}$型未定式。 - 再次使用洛必达法则:
对分子分母再次分别求导,$(e^{x}-\cos x)^\prime=e^{x}+\sin x$,$x^\prime = 1$,则$\lim_{x\to0}\frac{e^{x}-\cos x}{x}=\lim_{x\to0}\frac{e^{x}+\sin x}{1}$。 - 计算最终极限:
将$x = 0$代入$\frac{e^{x}+\sin x}{1}$,可得$\frac{e^{0}+\sin 0}{1}=\frac{1 + 0}{1}=1$。