题目
【141】求极限lim_(xtoinfty)(5x^2-3)/(2x+1)sin(2)/(x).
【141】求极限$\lim_{x\to\infty}\frac{5x^{2}-3}{2x+1}\sin\frac{2}{x}$.
题目解答
答案
当 $x \to \infty$ 时,$\sin \frac{2}{x} \sim \frac{2}{x}$(等价无穷小代换)。
原式可化为:
\[
\lim_{x \to \infty} \frac{5x^2 - 3}{2x + 1} \cdot \frac{2}{x} = \lim_{x \to \infty} \frac{10x^2 - 6}{2x^2 + x}
\]
分子分母同除以 $x^2$,得:
\[
\lim_{x \to \infty} \frac{10 - \frac{6}{x^2}}{2 + \frac{1}{x}} = \frac{10}{2} = 5
\]
**答案:** $\boxed{5}$
解析
考查要点:本题主要考查无穷小替换和分式极限的求解方法,需要结合两种核心技巧进行处理。
解题思路:
- 识别关键结构:当$x \to \infty$时,$\sin\frac{2}{x}$可以等价替换为$\frac{2}{x}$,从而将原式转化为分式相乘的形式。
- 化简分式:通过分子分母同除以最高次项$x^2$,将分式极限转化为常数比值。
- 极限计算:利用低次项在无穷远处趋近于0的性质,直接得出最终结果。
破题关键:等价无穷小替换的应用是本题的核心突破口,替换后分式的化简是关键步骤。
步骤1:等价无穷小替换
当$x \to \infty$时,$\frac{2}{x} \to 0$,根据等价无穷小关系$\sin t \sim t$(当$t \to 0$时),可得:
$\sin\frac{2}{x} \sim \frac{2}{x}$
因此,原式可近似为:
$\lim_{x \to \infty} \frac{5x^2 - 3}{2x + 1} \cdot \frac{2}{x}$
步骤2:分式相乘化简
将分式相乘展开:
$\frac{5x^2 - 3}{2x + 1} \cdot \frac{2}{x} = \frac{(5x^2 - 3) \cdot 2}{(2x + 1) \cdot x} = \frac{10x^2 - 6}{2x^2 + x}$
步骤3:分子分母同除以$x^2$
将分子和分母同时除以$x^2$:
$\frac{10x^2 - 6}{2x^2 + x} = \frac{10 - \frac{6}{x^2}}{2 + \frac{1}{x}}$
步骤4:取极限
当$x \to \infty$时,$\frac{6}{x^2} \to 0$,$\frac{1}{x} \to 0$,因此:
$\lim_{x \to \infty} \frac{10 - \frac{6}{x^2}}{2 + \frac{1}{x}} = \frac{10}{2} = 5$