卡在這題?用 AI 解開它
Calculus · real student question

計算 (2x² + x − 3)/|x − 1| 在 x 趨近 −2 時的極限。

Question

計算

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

Step-by-step solution

  1. 在耍任何聰明技巧之前先檢查分母。 絕對值分母通常意味著要做單側分析,但那只有在絕對值裡的式子會在極限點變成零時才需要。這裡

    ∣x−1∣ 為零的唯一位置是 x=1,|x-1|\ \text{為零的唯一位置是}\ x=1,

    而極限點是 x=−2x=-2,離它遠得很。所以沒有任何不定型要處理。

  2. 在 x=−2x=-2 的一個鄰域上把絕對值拆掉。 對接近 −2-2 的 xx 都有 x−1<0x-1<0(在 x=−2x=-2 時它等於 −3-3),所以在整個鄰域上

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

    改寫之後絕對值完全消失,也看得出這個函數在 x=−2x=-2 附近就是兩個多項式的商——因此在該點連續。

  3. 確認形式不是 0/0。 在 x=−2x=-2 分別計算分子與分母:

    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.

    兩者都不為零,所以不需要因式分解、有理化或羅必達法則這些步驟——那些工具只為不定型而存在。

  4. 直接代入。 因為函數在 x=−2x=-2 連續,極限就是函數值:

    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. 確認兩個單側極限一致。 從左邊逼近(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。從右邊逼近(x=−1.999x=-1.999):2.9932.999≈0.9980\frac{2.993}{2.999}\approx 0.9980。步長縮小時兩者都趨近 11,所以雙側極限存在而且等於 11 ✓。可以拿它跟 lim⁡x→12x2+x−3∣x−1∣\lim_{x\to1}\frac{2x^{2}+x-3}{|x-1|} 對照,在那裡絕對值確實會逼出不同的左值與右值。

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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