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Calculus · real student question

求当 x 趋于 −2 时 (2x² + x − 3)/|x − 1| 的极限。

Question

计算

lim⁡x→−22x2+x−3∣x−1∣.\lim_{x\to-2}\frac{2x^{2}+x-3}{|x-1|}.

Step-by-step solution

  1. 动手做花活之前,先看一眼分母。 分母带绝对值通常意味着要分左右两侧讨论,但那只在绝对值内部能在极限点处取零时才需要。这里

    ∣x−1∣ 只在 x=1 处为零,|x-1|\ \text{只在}\ x=1\ \text{处为零},

    而极限点是 x=−2x=-2,离它远着呢。所以根本不存在要处理的未定式。

  2. 在 x=−2x=-2 附近把绝对值去掉。 当 xx 靠近 −2-2 时有 x−1<0x-1<0(在 x=−2x=-2 处它等于 −3-3),所以在这整个邻域上

    ∣x−1∣=−(x−1)=1−x.|x-1|=-(x-1)=1-x.

    这样一改写,绝对值就彻底消失了,说明函数在 x=−2x=-2 附近就是两个多项式之比——因而在该点连续。

  3. 确认它不是 0/0 型。 把分子分母分别在 x=−2x=-2 处求值:

    2(−2)2+(−2)−3=8−2−3=3,∣−2−1∣=∣−3∣=3.2(-2)^{2}+(-2)-3=8-2-3=3,\qquad |-2-1|=|-3|=3.

    两者都不为零,所以既不用因式分解,也不用有理化,更用不着洛必达法则——这些工具是专为未定式准备的。

  4. 直接代入。 函数在 x=−2x=-2 处连续,极限就等于函数值:

    lim⁡x→−22x2+x−3∣x−1∣=33=1.\lim_{x\to-2}\frac{2x^{2}+x-3}{|x-1|}=\frac{3}{3}=1.

  5. 验证左右极限确实一致。 从左边靠近(x=−2.001x=-2.001):2(4.004)+(−2.001)−33.001=3.0073.001≈1.002\frac{2(4.004)+(-2.001)-3}{3.001}=\frac{3.007}{3.001}\approx 1.002。从右边靠近(x=−1.999x=-1.999):2.9932.999≈0.9980\frac{2.993}{2.999}\approx 0.9980。步长越小两者越接近 11,所以双侧极限存在且等于 11 ✓。可以对比一下 lim⁡x→12x2+x−3∣x−1∣\lim_{x\to1}\frac{2x^{2}+x-3}{|x-1|},那里的绝对值才真的会让左右两侧取到不同的值。

Answer

lim⁡x→−22x2+x−3∣x−1∣=33=1\lim_{x\to-2}\frac{2x^{2}+x-3}{|x-1|}=\frac{3}{3}=1

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