预备阶段:三角函数 · Day 10 / 51
三角相关极限(sin x / x → 1)
重要极限等价无穷小
🎯 今天要会做什么
- 记住第一个重要极限:x→0limxsinx=1。
- 会用「凑 usinu」的技巧算 xsinkx 这类极限。
- 了解等价无穷小:x→0 时 sinx∼x、tanx∼x。
这是三角预备的最后一天,也是后面极限阶段(Day 15–21)的敲门砖。真题选择/填空常直接考它。
📖 知识点精讲
1. 第一个重要极限
x→0limxsinx=1.
虽然 x=0 处 xsinx 没定义(00),但 x 越靠近 0,比值越接近 1:
y = sin x / x:x→0 时函数值趋于 1(x=0 处是空心,没有定义)。
2. 凑 usinu
只要「正弦里面的角」和「分母」一致,整体就趋于 1。里面是 kx 时,把分母也凑成 kx:
x→0limxsinkx=x→0limk⋅kxsinkx=k⋅1=k.
3. 等价无穷小(x→0)
sinx∼x,tanx∼x,1−cosx∼2x2.
「∼」表示 x→0 时两者比值趋于 1,求极限时可以互相替换(这一招在 Day 20 会专门练)。
✍️ 例题精解
例 1 里面带系数
x→0limxsin3x.
解 把分母凑成 3x:
x→0limxsin3x=x→0lim3⋅3xsin3x=3×1=3.
例 2 分子分母都是正弦
x→0limsin5xsin2x.
解 上下同除以 x,各自凑成 usinu:
x→0limsin5xsin2x=x→0limsin5x/xsin2x/x=52.
例 3 tan 化成 sin/cos
x→0limxtanx=x→0limxsinx⋅cosx1=1×11=1.
这也说明了为什么 tanx∼x。
🧮 课堂练习
先自己做,再展开看答案。错题归入「极限」分类。
- x→0limxsin5x
- x→0lim3xsinx
- x→0limsin2xsin4x
- x→0limxtan3x
- x→0limsin2xx
参考答案
- lim5⋅5xsin5x=5
- 31limxsinx=31
- 24=2
- xtan3x=xcos3xsin3x→13=3
- 取倒数想:xsin2x→2,故 sin2xx→21
🎓 真题实战
下面两道直接来自历年卷,用今天的重要极限就能做:
真题 1 (2022 年 4 月 · 第 7 题,填空) x→0limxsinx= ______。
真题 2 (2021 年 10 月 · 第 2 题,选择) x→0limxsin2x=
A. 0 B. 21 C. 1 D. 2
真题参考答案
真题 1 这就是第一个重要极限本身,=1。
真题 2 凑分母为 2x:x→0lim2⋅2xsin2x=2×1=2,选 D。
彩蛋:2019 年 10 月真题 第 7 题考 x→0limxarctanx=1,是同一类型(arctanx∼x)。这些极限在 Day 15–21 还会系统练。完整卷见 2022 年 4 月真题、2021 年 10 月真题。
🔑 小结 / 易错点
- 用 usinu→1 的前提:正弦里的角和分母完全一致,不一致就先凑。
- xsinkx→k(不是 1)——系数要提出来。
- 今日最低要求:记住 x→0limxsinx=1,会算 xsinkx 与 xtanx。