題目
Problem
- Find limx→1+x−1∣x2−1∣ and limx→1−x−1∣x2−1∣. (10%)
解答
解法一
思路
展開
- 本題要分別求 x 趨近於 1 的左右極限。
- 被積式(或極限式)分子含有絕對值 ∣x2−1∣。去絕對值的關鍵在於判斷 x2−1 在 x→1± 附近的符號:
- 當 x→1+ 時: x>1⟹x2>1⟹x2−1>0。因此 ∣x2−1∣=x2−1。
- 當 x→1− 時: x<1(且足夠接近 1) ⟹x2<1⟹x2−1<0。因此 ∣x2−1∣=−(x2−1)。
- 第一步:計算右極限:
limx→1+x−1x2−1=limx→1+x−1(x−1)(x+1)=limx→1+(x+1)=2
- 第二步:計算左極限:
limx→1−x−1−(x2−1)=limx→1−x−1−(x−1)(x+1)=limx→1−−(x+1)=−2
答題過程
展開
我們先將分子中的二次項進行因式分解:
x2−1=(x−1)(x+1)
因此絕對值項可寫為:
∣x2−1∣=∣x−1∣∣x+1∣
我們分別討論 x→1+ 與 x→1− 的情況:
-
對於右極限 x→1+limx−1∣x2−1∣:
當 x>1 時,有 x−1>0⟹∣x−1∣=x−1,且 x+1>0⟹∣x+1∣=x+1。
因此:
x→1+limx−1∣x2−1∣=x→1+limx−1(x−1)(x+1)=x→1+lim(x+1)
代入 x=1:
x→1+lim(x+1)=1+1=2
-
對於左極限 x→1−limx−1∣x2−1∣:
當 x<1 時,有 x−1<0⟹∣x−1∣=−(x−1),而 x+1>0⟹∣x+1∣=x+1。
因此:
x→1−limx−1∣x2−1∣=x→1−limx−1−(x−1)(x+1)=x→1−lim−(x+1)
代入 x=1:
x→1−lim−(x+1)=−(1+1)=−2
結論:
- x→1+limx−1∣x2−1∣=2
- x→1−limx−1∣x2−1∣=−2