已知函数极限值求解变量a和b的值
嗨,我来帮你搞定这个问题~先把题目再清晰列出来:
若$$\lim_{x\to 0} \frac{(1+a3)+8e{\frac{1}{x}}}{1+(1-b3)e{\frac{1}{x}}} = \frac{-8}{7}$$,且存在至少一组a和b满足条件,求a和b的值。
你说已经能求出b,那我先顺着你的思路再理一遍b的求解过程,再解决a的问题:
第一步:分析x→0时的极限情况
当x趋近于0的时候,$e^{\frac{1}{x}}$的左右极限差异很大:
- 当$x\to 0+$(从右侧趋近0),$\frac{1}{x}\to+\infty$,所以$e{\frac{1}{x}}\to+\infty$
- 当$x\to 0-$(从左侧趋近0),$\frac{1}{x}\to-\infty$,所以$e{\frac{1}{x}}\to0$
题目里说整个极限等于$\frac{-8}{7}$,显然**只能是$x\to0+$时的极限**(因为$x\to0-$时极限是$\frac{1+a^3}{1}$,仅靠这个常数无法直接匹配目标值,所以我们聚焦右侧极限来计算)。
第二步:求解b的值
当$x\to0+$时,分子分母同时除以$e{\frac{1}{x}}$(这是处理这类含$e^{\frac{1}{x}}$极限的常用技巧),式子变成:
$$\lim_{x\to 0^+} \frac{\frac{1+a3}{e{\frac{1}{x}}}+8}{\frac{1}{e{\frac{1}{x}}}+(1-b3)}$$
因为$e{\frac{1}{x}}\to+\infty$,所以$\frac{1+a3}{e{\frac{1}{x}}}$和$\frac{1}{e{\frac{1}{x}}}$都趋近于0,此时极限就简化为:
$$\frac{8}{1-b^3} = \frac{-8}{7}$$
两边同时约掉8,得到:
$$\frac{1}{1-b^3} = \frac{-1}{7}$$
交叉相乘解得:$1-b3=-7$,所以$b3=8$,即$b=2$(实数范围内唯一解)。
第三步:求解a的值
你之前卡在这里,刚好题目给了提示:$a² + b³ - 3 = 6$,我们已经算出$b^3=8$,把它代入提示式子里:
$$a² + 8 - 3 = 6$$
化简得:$a²=1$,所以$a=1$或$a=-1$。
这里补充一下为什么a需要靠提示来求:因为当$x\to0+$时,$\frac{1+a3}{e{\frac{1}{x}}}$不管$1+a3$是多少有限值,都会趋近于0,所以仅靠极限本身无法确定a的具体值,必须结合题目给的提示条件才能求出a。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Saranshh Rastogi

