求当 x 趋于 0 时 tan(2x)/sin(3x) 的极限。
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计算
limx→0tan2xsin3x\lim_{x\to 0}\frac{\tan 2x}{\sin 3x}limx→0sin3xtan2x
先看形式。 tan2x\tan 2xtan2x 与 sin3x\sin 3xsin3x 在 x=0x=0x=0 处都为零,所以这个商是 00\frac{0}{0}00 型。
把正切改写掉。 用 tan2x=sin2xcos2x\tan 2x=\frac{\sin 2x}{\cos 2x}tan2x=cos2xsin2x,式子变成 sin2xcos2x sin3x\frac{\sin 2x}{\cos 2x\,\sin 3x}cos2xsin3xsin2x。余弦不碍事,因为 cos0=1≠0\cos 0=1\neq 0cos0=1=0。
分子分母同除以 xxx。 商变成 sin2xxcos2x⋅sin3xx\frac{\frac{\sin 2x}{x}}{\cos 2x\cdot\frac{\sin 3x}{x}}cos2x⋅xsin3xxsin2x,这样每一块三角函数都成了标准的 sinkxx\frac{\sin kx}{x}xsinkx 形状。
套用标准极限。 由 limx→0sinkxx=k\lim_{x\to 0}\frac{\sin kx}{x}=klimx→0xsinkx=k 可知,分子趋于 222,因子 sin3xx\frac{\sin 3x}{x}xsin3x 趋于 333,而 cos2x→1\cos 2x\to 1cos2x→1。
合起来。 极限是 21⋅3=23\frac{2}{1\cdot 3}=\frac{2}{3}1⋅32=32。
数值检验。 取 x=10−6x=10^{-6}x=10−6,原来的商算出来是 0.666666670.666666670.66666667,与 23\frac{2}{3}32 吻合。
23\frac{2}{3}32
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