7.lim_(xtoinfty)((x+2a)/(x-a))^(x)/(3)=8,则a=_____.
题目解答
答案
将原式重写为:
$\left( \frac{x+2a}{x-a} \right)^{\frac{x}{3}} = \left( 1 + \frac{3a}{x-a} \right)^{\frac{x}{3}}$
当 $x \to \infty$ 时,$\frac{3a}{x-a} \to 0$,利用极限公式 $\lim_{y \to \infty} \left( 1 + \frac{1}{y} \right)^y = e$,可得:
$\lim_{x \to \infty} \left( 1 + \frac{3a}{x-a} \right)^{\frac{x}{3}} = \lim_{x \to \infty} \left[ \left( 1 + \frac{3a}{x-a} \right)^{\frac{x-a}{3a}} \right]^{\frac{3a}{x-a} \cdot \frac{x}{3}} = e^a$
由题意 $e^a = 8$,解得 $a = \ln 8 = 3\ln 2$。
答案: $\boxed{3\ln 2}$
解析
考查要点:本题主要考查极限的运算,特别是利用自然对数的极限公式求解指数型极限问题。关键在于将给定表达式转化为标准形式,进而应用已知极限公式。
解题核心思路:
- 变形分式:将分式$\frac{x+2a}{x-a}$改写为$1+\frac{3a}{x-a}$,使其符合$(1+\frac{1}{y})^y$的结构。
- 调整指数:通过指数变形,将原式转化为$\left[\left(1+\frac{3a}{x-a}\right)^{\frac{x-a}{3a}}\right]^a$,从而应用极限公式$\lim_{y\to\infty}\left(1+\frac{1}{y}\right)^y = e$。
- 建立方程:根据题目给出的极限值$8$,得到方程$e^a = 8$,最终解出$a$的值。
破题关键点:
- 识别标准极限形式,通过代数变形匹配已知公式。
- 正确处理指数部分,确保变形过程中指数与底数的对应关系。
将原式$\lim_{x\to\infty}\left(\frac{x+2a}{x-a}\right)^{\frac{x}{3}}$变形为:
$\left(1+\frac{3a}{x-a}\right)^{\frac{x}{3}}.$
当$x\to\infty$时,$\frac{3a}{x-a}\to0$,此时利用极限公式$\lim_{y\to\infty}\left(1+\frac{1}{y}\right)^y = e$,可得:
$\lim_{x\to\infty}\left(1+\frac{3a}{x-a}\right)^{\frac{x}{3}} = \lim_{x\to\infty}\left[\left(1+\frac{3a}{x-a}\right)^{\frac{x-a}{3a}}\right]^a = e^a.$
根据题意,$e^a = 8$,解得:
$a = \ln 8 = 3\ln 2.$