kaoyan1basic 高等数学 第15题

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## 第15题 (高等数学 - 填空题) 设 $\displaystyle \lim _{x \rightarrow 0} \frac{\ln (1-x)+x f(x)}{x^{2}}=0$ ,则 $\displaystyle \lim _{x \rightarrow 0} \frac{f(x)-1}{x}=$ $\_\_\_\_$ . ## -纠错笔记

💡 答案解析

**答案**:$\displaystyle \frac{1}{2}$ **解析**:步骤1:$\displaystyle \ln(1-x)=-x-\frac{x^2}{2}+o(x^2)$,代入得$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{-x-\frac{x^2}{2}+o(x^2)+xf(x)}{x^2}=0$。步骤2:整理得$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{-x}{x^2}+\lim_{x\to0}\frac{-\frac{x^2}{2}+xf(x)}{x^2}=0$,即$\displaystyle \lim_{x\to0}\left(-\frac{1}{x}\right)+\lim_{x\to0}\left(-\frac{1}{2}+\frac{f(x)}{x}\right)=0$。步骤3:为使极限存在,$\displaystyle -\frac{1}{x}$项必须被抵消,故设$f(x)=1+Ax+o(x)$,代入得$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{-x-\frac{x^2}{2}+x(1+Ax+o(x))}{x^2}=\lim_{x\to0}\frac{-\frac{x^2}{2}+Ax^2+o(x^2)}{x^2}=A-\frac{1}{2}=0$,所以$\displaystyle A=\frac{1}{2}$,即$\displaystyle \lim_{x\to0}\frac{f(x)-1}{x}=\frac{1}{2}$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:将ln(1-x)泰勒展开
将ln(1-x)在x=0处展开:ln(1-x) = -x - x^2/2 + o(x^2)。代入原极限表达式。
公式:ln(1-x) = -x - \frac{x^2}{2} + o(x^2)
提示:注意展开到x^2项,因为分母是x^2。
步骤 2/4
目标:代入并整理极限表达式
代入后得:lim_{x→0} [ -x - x^2/2 + o(x^2) + x f(x) ] / x^2 = 0。将分子拆分为 -x 和其余部分,得到 lim_{x→0} (-x)/x^2 + lim_{x→0} [ -x^2/2 + x f(x) + o(x^2) ] / x^2 = 0。
公式:\lim_{x\to0}\frac{-x}{x^2} + \lim_{x\to0}\frac{-\frac{x^2}{2}+xf(x)+o(x^2)}{x^2}=0
提示:注意极限存在要求,-1/x项必须被抵消,因此f(x)需包含1/x项。
步骤 3/4
目标:设f(x)形式并代入求解
为使极限存在,设f(x)=1+Ax+o(x),代入得:lim_{x→0} [ -x - x^2/2 + x(1+Ax+o(x)) + o(x^2) ] / x^2 = lim_{x→0} [ -x^2/2 + Ax^2 + o(x^2) ] / x^2 = A - 1/2 = 0,解得A=1/2。
公式:f(x)=1+Ax+o(x), \quad A-\frac{1}{2}=0 \Rightarrow A=\frac{1}{2}
提示:注意f(x)-1的极限与A的关系。
步骤 4/4
目标:得出所求极限
由f(x)=1+Ax+o(x)得 (f(x)-1)/x = A + o(1),所以极限为A=1/2。
公式:\lim_{x\to0}\frac{f(x)-1}{x}=A=\frac{1}{2}
提示:最终结果。

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