题目
求下列极限-|||-lim _(xarrow 0)[ dfrac (1)(ln (x+sqrt {1+{x)^2})}-dfrac (1)(ln (1+x))]

题目解答
答案

解析
步骤 1:化简表达式
首先,我们注意到当 $x$ 接近 $0$ 时,$\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}})$ 和 $\ln (1+x)$ 都接近 $0$。因此,我们需要对表达式进行化简,以便于求极限。
步骤 2:使用等价无穷小
当 $x$ 接近 $0$ 时,$\ln (1+x)$ 可以用 $x$ 来近似,即 $\ln (1+x) \sim x$。对于 $\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}})$,我们可以通过泰勒展开来近似。注意到当 $x$ 接近 $0$ 时,$\sqrt {1+{x}^{2}}$ 可以用 $1+\frac{1}{2}{x}^{2}$ 来近似,因此 $\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}}) \sim \ln (x+1+\frac{1}{2}{x}^{2})$。进一步地,$\ln (x+1+\frac{1}{2}{x}^{2})$ 可以用 $x+\frac{1}{2}{x}^{2}$ 来近似,即 $\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}}) \sim x+\frac{1}{2}{x}^{2}$。
步骤 3:求极限
将上述近似代入原表达式,得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[ \dfrac {1}{x+\frac{1}{2}{x}^{2}}-\dfrac {1}{x}]$。进一步化简得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {1}{x}-\dfrac {1}{x+\frac{1}{2}{x}^{2}}]$。将分母通分,得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {x+\frac{1}{2}{x}^{2}-x}{x(x+\frac{1}{2}{x}^{2})}]$。化简得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {\frac{1}{2}{x}^{2}}{x(x+\frac{1}{2}{x}^{2})}]$。进一步化简得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {\frac{1}{2}x}{x+\frac{1}{2}{x}^{2}}]$。将 $x$ 提取出来,得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {\frac{1}{2}}{1+\frac{1}{2}x}]$。当 $x$ 接近 $0$ 时,$1+\frac{1}{2}x$ 接近 $1$,因此极限值为 $\dfrac {\frac{1}{2}}{1} = -\dfrac {1}{2}$。
首先,我们注意到当 $x$ 接近 $0$ 时,$\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}})$ 和 $\ln (1+x)$ 都接近 $0$。因此,我们需要对表达式进行化简,以便于求极限。
步骤 2:使用等价无穷小
当 $x$ 接近 $0$ 时,$\ln (1+x)$ 可以用 $x$ 来近似,即 $\ln (1+x) \sim x$。对于 $\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}})$,我们可以通过泰勒展开来近似。注意到当 $x$ 接近 $0$ 时,$\sqrt {1+{x}^{2}}$ 可以用 $1+\frac{1}{2}{x}^{2}$ 来近似,因此 $\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}}) \sim \ln (x+1+\frac{1}{2}{x}^{2})$。进一步地,$\ln (x+1+\frac{1}{2}{x}^{2})$ 可以用 $x+\frac{1}{2}{x}^{2}$ 来近似,即 $\ln (x+\sqrt {1+{x}^{2}}) \sim x+\frac{1}{2}{x}^{2}$。
步骤 3:求极限
将上述近似代入原表达式,得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[ \dfrac {1}{x+\frac{1}{2}{x}^{2}}-\dfrac {1}{x}]$。进一步化简得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {1}{x}-\dfrac {1}{x+\frac{1}{2}{x}^{2}}]$。将分母通分,得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {x+\frac{1}{2}{x}^{2}-x}{x(x+\frac{1}{2}{x}^{2})}]$。化简得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {\frac{1}{2}{x}^{2}}{x(x+\frac{1}{2}{x}^{2})}]$。进一步化简得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {\frac{1}{2}x}{x+\frac{1}{2}{x}^{2}}]$。将 $x$ 提取出来,得到 $\lim _{x\rightarrow 0}[\dfrac {\frac{1}{2}}{1+\frac{1}{2}x}]$。当 $x$ 接近 $0$ 时,$1+\frac{1}{2}x$ 接近 $1$,因此极限值为 $\dfrac {\frac{1}{2}}{1} = -\dfrac {1}{2}$。