题目
lim _(xarrow infty )3x-(x)^2ln (1+dfrac (3)(x))

题目解答
答案

解析
本题考查极限的计算,解题思路是通过换元法将原式转化为关于新变量的极限,再利用洛必达法则进行求解。
- 换元:
令$x = \frac{1}{t}$,当$x \to \infty$时,$t \to 0$。
将$x = \frac{1}{t}$代入原式$\lim _{x\rightarrow \infty }3x - x^{2}\ln(1 + \frac{3}{x})$可得:
$\lim _{t\rightarrow 0}\frac{3}{t}-\frac{1}{t^{2}}\ln(1 + 3t)=\lim _{t\rightarrow 0}\frac{3t-\ln(1 + 3t)}{t^{2}}$ - 使用洛必达法则:
此时,该极限为$\frac{0}{0}$型,根据洛必达法则,对分子分母分别求导。
分子$(3t - \ln(1 + 3t))'$,根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$,$(\ln X)^\prime=\frac{1}{X}$可得:
$(3t - \ln(1 + 3t))'=3-\frac{3}{1 + 3t}$
分母$(t^{2})' = 2t$
则$\lim _{t\rightarrow 0}\frac{3t-\ln(1 + 3t)}{t^{2}}=\lim _{t\rightarrow 0}\frac{3-\frac{3}{1 + 3t}}{2t}$ - 通分并化简:
对$\frac{3-\frac{3}{1 + 3t}}{2t}$通分可得:
$\frac{3-\frac{3}{1 + 3t}}{2t}=\frac{\frac{3(1 + 3t)-3}{1 + 3t}}{2t}=\frac{\frac{3 + 9t - 3}{1 + 3t}}{2t}=\frac{\frac{9t}{1 + 3t}}{2t}=\frac{9t}{2t(1 + 3t)}=\frac{9}{2(1 + 3t)}$ - 求极限:
$\lim _{t\rightarrow 0}\frac{9}{2(1 + 3t)}=\frac{9}{2(1 + 3\times0)}=\frac{9}{2}$