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在高数中,如何将趋于0变成趋于1

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解决时间 2021-03-26 19:06
在高数中,如何将趋于0变成趋于1
最佳答案
正确的证明方法,是用单位圆画图和夹逼定理来做的。
问:当x趋于0如何证明x/snx的极限为1
可以用夹逼定理来证明
以(0,0)为圆心,画一个半径为1的圆;作图如下,DA⊥OB,CB⊥OD,x正半轴到直线OC的角度为x
当x>0的时候,如图

向左转|向右转

设三角形ODA面积为S1,扇形面积ODB面积为S2,三角形OCB面积为S3
得S1<S2<S3
而DA=OD*sinx=1*sinx=sinx
弧DB=OD*x=x
BC=OB*tanx=1*tanx=tanx
由几何知识可知
DA<弧DB<BC
即sinx<x<tanx
即sinx<x<sinx/cosx
因为x>0,在x=0附近,x是第一象限的角,sinx,x,tanx,cosx都是正数
所以1<x/sinx<1/cosx(同时除以正数sinx,不等号不变号)
而lim(x→0+)1=1,lim(x→0+)1/cosx=1
根据夹逼定理,得知lim(x→0+)x/sinx=1
类似的,可以证明lim(x→0-)x/sinx=1
所以lim(x→0)x/sinx=1

注意,此题的证明,不能采用洛必达法则,不能用分子分母求导得到
lim(x→0)x/sinx=lim(x→0)(x)'/(sinx)'=lim(x→0)1/cox=1的方法来做。
因为正弦函数的导数是余弦函数,即(sinx)'=cosx,这个公式的证明过程中,就使用了lim(x→0)x/sinx=1这个结论。所以用洛必达法则来做,使用(sinx)'=cosx的话,就是循环证明,属于证明中的逻辑错误。
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