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每日一题305:多次泰勒公式求极限的思路与典型题分析
题    目
练习305计算极限

先自己思考,动手尝试探索一下解题思路与解题过程,写写解题步骤,然后再对照下面的答案!

【注1】每日一题参考解答思路一般不仅仅是为了解题,而重在分享、拓展思路,更多重在基本知识点的理解、掌握与应用!参考解答一般仅提供一种思路上的参考,过程不一定是最简单的,或者最好的,并且有时候可能还有些许小错误!希望在对照完以后,不管是题目有问题,还是参考解答过程有问题,希望学友们能不吝指出!如果有更好的解题思路与过程,也欢迎通过后台或邮件以图片或Word文档形式发送给管理员,管理员将尽可能在第一时间推送和大家分享,谢谢

【注2】感谢学友的热心分享,欢迎更多学友分享好的学习资源、学习经验和大学生活经历,分享热线:微信、QQ、邮箱都为QQ号码:492411912.

参考答案

【注】 公式显示不全时请在公式上左右滑动显示

练习305:计算极限

参考解答

【思路一】(泰勒公式法) 由于分子的两个函数为等价无穷小相减,并且拆分为两项的差极限不存在,因此无法直接使用等价无穷小替换. 如果使用洛必达法则,则计算又非常复杂. 所以,我们还是考虑使用基本初等函数的带皮亚诺余项的麦克劳林公式公式来计算. 这里虽然出现的是两个复合的三角函数,但是展开式我们只用两个基本初等函数,正弦函数与正切函数. 由于分母中出现的幂函数的次数为3,所以只需要考虑使用三阶带皮亚诺余项的麦克劳林公式. 于是有

将以上变量分别用相应的正切、正弦函数替换,于是可得

由于

所以原极限为

再一次将函数展开成3阶带皮亚诺余项的麦克劳林公式

所以有

当然,以上分子带皮亚诺余项的麦克劳林公式也可以直接通过计算分子的函数在处的函数值、一阶、二阶、三阶导数值,直接由公式

得到带皮亚诺余项的麦克劳林公式公式来计算。

【注】:通过一系列函数极限的计算方法,发现使用带皮亚诺余项的麦克劳林公式公式在求自变量趋于0的函数极限问题中确实不失为一种有效的方法。

【分析二】(三角恒等式变换,等价无穷小方法) 通过加项、减项统一函数结构,转换为熟悉的表达式,然后借助三角很等式变换和基本求极限方法计算函数极限. 具体步骤如下:分子加、减 项,并考虑分式拆项,由极限的减法运算法则(后向验证),得

对于两个极限分别计算,得

所以最终的结果为

【注】:其中用到的相关三角恒等式为


用泰勒公式求不定式极限(一)——竞赛试题分析
用泰勒公式求不定式极限(二)——竞赛试题分析
用泰勒公式求不定式极限(三)——竞赛试题分析
用泰勒公式求不定式极限(四)——多函数极限式问题


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