新讲 第8章 利用导数研究函数 第1题

教材习题

📝 题目

例 1 求曲线

$$ y = \frac{{x}^{2}}{1 + x} $$

的渐近线 (参看图 8-4).

💡 答案解析

解 首先注意到

$$ \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow - 1}}y = \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow - 1}}\frac{{x}^{2}}{1 + x} = \infty , $$

由此得知曲线 $y = \frac{{x}^{2}}{1 + x}$ 有竖直渐近线

$$ x = - 1\text{ . } $$

\begin{center} \includegraphics[max width=0.2\textwidth]{images/036.jpg} \end{center} \hspace*{3em}

图 8-4

其次, 因为

$$ \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow \infty }}\frac{y}{x} = \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow \infty }}\frac{x}{1 + x} = 1, $$

$$ \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow \infty }}\left( {y - x}\right) = \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow \infty }}\left( {\frac{{x}^{2}}{1 + x} - x}\right) = \mathop{\lim }\limits_{{x \rightarrow \infty }}\frac{-x}{1 + x} = - 1, $$

所以曲线 $y = \frac{{x}^{2}}{1 + x}$ 还有斜渐近线

$$ y = x - 1\text{ . } $$

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:确定竖直渐近线
首先,注意到分母为零的点 x=-1 可能产生竖直渐近线。计算极限:lim_{x→-1} y = lim_{x→-1} x^2/(1+x) = ∞,因此 x=-1 是竖直渐近线。
公式:\lim_{x \to -1} \frac{x^2}{1+x} = \infty
提示:竖直渐近线出现在分母为零且分子不为零的点。
步骤 2/4
目标:确定斜渐近线斜率
计算斜率 k = lim_{x→∞} y/x = lim_{x→∞} x/(1+x) = 1。
公式:k = \lim_{x \to \infty} \frac{y}{x} = \lim_{x \to \infty} \frac{x}{1+x} = 1
提示:斜渐近线斜率存在且非零时,继续求截距。
步骤 3/4
目标:确定斜渐近线截距
计算截距 b = lim_{x→∞} (y - kx) = lim_{x→∞} (x^2/(1+x) - x) = lim_{x→∞} (-x)/(1+x) = -1。
公式:b = \lim_{x \to \infty} \left( \frac{x^2}{1+x} - x \right) = \lim_{x \to \infty} \frac{-x}{1+x} = -1
提示:注意化简表达式,避免计算错误。
步骤 4/4
目标:写出斜渐近线方程
由 k=1, b=-1,得斜渐近线方程为 y = x - 1。
公式:y = x - 1
提示:斜渐近线方程形式为 y = kx + b。

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