每日一题(19)利用无穷的性质计算极限

题:求 \(\lim_{x \to 0} x^2 sin \frac{1}{x}\)

解1,利用性质直接完成计算:

由题目可以得到 \(\lim_{x \to 0} x^2 sin \frac{1}{x} = \lim_{x \to 0} x^2 \times \lim_{x \to 0} sin \frac{1}{x}\)

可以看出第一部分是无穷小、第二部分是有界函数,所以结果依然是无穷小,从而完成计算。

解2,利用运算完成计算:

由题目可以得到 \(\lim_{x \to 0} x^2 sin \frac{1}{x} = \lim_{x \to 0} x \times \lim_{x \to 0} x sin \frac{1}{x} = \lim_{x \to 0} x \times \lim_{x \to 0} \frac{sin \frac{1}{x}}{\frac{1}{x}}\)

可以看出拆分出来的两部分,各自都是无穷小,因而乘积依旧是无穷小,完成计算。

解3,利用夹逼法则完成计算:

已知 \(-1 \le sin \frac{1}{x} \le 1\)

所以\(-x^2 \le x^2 sin \frac{1}{x} \le x^2\)

由于 \(\lim_{x \to 0} -x^2 = 0\) 且 \(\lim_{x \to 0} x^2 = 0\),由夹逼法则可以确定其中间部分 \(\lim_{x \to 0} x^2 sin \frac{1}{x} = 0\)

解4,更简单的一个方法:

类似于解2,但更简单的:由题目可以得到 \(\lim_{x \to 0} x^2 sin \frac{1}{x} = \lim_{x \to 0} x \times \lim_{x \to 0} x sin \frac{1}{x}\)

此时无需考虑后面的部分,第一部分极限已经为无穷小,它乘以任何数都将是无穷小,因而不用看后面第二部分的计算结果,已经可以确定最终结果将是无穷小。

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