題目
Problem
- Evaluate
x→0lim(tan−1(πx)x+4−2)=(1).
解答
解法一
思路
展開
- 當 x→0 時,分子為 4−2=0,分母為 tan−1(0)=0,此為 00 型未定式。
- 我們可以直接使用羅必達法則 (L’Hôpital’s Rule) 進行極限計算。
- 第一步:求分子與分母的導數:
- 分子求導: dxd(x+4−2)=2x+41。
- 分母求導: dxd(tan−1(πx))=1+(πx)2π。
- 第二步:求導後極限值:
limx→01+(πx)2π2x+41=1+0π241=π1/4=4π1
答題過程
展開
原極限為 00 型未定式。我們使用羅必達法則,對分子與分母分別關於 x 求導:
x→0limtan−1(πx)x+4−2=L.H.x→0limdxd(tan−1(πx))dxd(x+4−2)
計算導函數項目:
- 分子:
dxd(x+4−2)=2x+41
- 分母:
dxd(tan−1(πx))=1+(πx)21⋅π=1+π2x2π
將導函數代回極限式中:
x→0limtan−1(πx)x+4−2=x→0lim1+π2x2π2x+41
代入 x=0:
1+0π20+41=π41=4π1
結論:
(1) 處應填入 4π1。