题目
17. 求极限 lim _(x arrow 0) (x- ln (1+x))/(1- cos x)
17. 求极限 $\lim _{x \rightarrow 0} \frac {x- \ln (1+x)}{1- \cos x} $
题目解答
答案
当 $x \to 0$ 时,分子 $x - \ln(1+x)$ 和分母 $1 - \cos x$ 均趋于 0,属于 $\frac{0}{0}$ 型未定式。可使用泰勒展开或洛必达法则求解。
方法一:泰勒展开
分子:$x - \ln(1+x) \approx x - \left(x - \frac{x^2}{2}\right) = \frac{x^2}{2}$(高阶无穷小忽略)。
分母:$1 - \cos x \approx 1 - \left(1 - \frac{x^2}{2}\right) = \frac{x^2}{2}$。
因此,
$\lim_{x \to 0} \frac{x - \ln(1+x)}{1 - \cos x} = \lim_{x \to 0} \frac{\frac{x^2}{2}}{\frac{x^2}{2}} = 1.$
方法二:洛必达法则
应用洛必达法则,
$\lim_{x \to 0} \frac{x - \ln(1+x)}{1 - \cos x} = \lim_{x \to 0} \frac{1 - \frac{1}{1+x}}{\sin x} = \lim_{x \to 0} \frac{x}{(1+x)\sin x}.$
再次应用洛必达法则,
$\lim_{x \to 0} \frac{x}{(1+x)\sin x} = \lim_{x \to 0} \frac{1}{(1+x)\cos x + \sin x} = 1.$
结论:
$\boxed{1}$