核心结论是 cos 搭配根号的极限题,属于高数极限高频混合题型,一般会出现 0 比 0 型,常见形式是根号里面套 cos,或者分子是根号减根号,同时包含 cos 项,主流解法一共有四种,分别是等价无穷小替换,有理化去根号,洛必达法则,重要极限,做题优先判断类型,能等价无穷小就优先等价,遇到根号加减优先有理化,这是这类题最核心思路,很多同学看到根号和 cos 混在一起就慌乱,其实本质就是把根号处理和三角极限两个技巧叠加,根号的核心操作就是分子或者分母有理化,乘共轭根式消掉根号,cos 部分就用等价无穷小,比如当 u 趋近 0 的时候,1 减 cosu 等价于二分之一 u 平方,这个是最常考的等价公式,几乎所有 cos 根号极限题都会用到这个等价无穷小。
核心预备公式
1 等价无穷小,u 趋近 0
1 减 cosu 等价于 二分之一 u 平方
sinu 等价于 u
2 有理化原理
根号 A 减根号 B,乘以根号 A 加根号 B,得到 A 减 B,消除根号
3 重要极限 lim u 趋近 0 sinu /u = 1
4 洛必达法则,0 比 0 或者无穷比无穷,可以对分子分母分别求导
四大解题方法
方法一 等价无穷小替换(首选)
适用场景:极限里面出现 1 减 cos(根号里面表达式),当根号里面整体趋近 0
例题思路:u = 根号里面式子,u 趋近 0,1 减 cosu 直接替换成二分之一 u 平方,根号就可以约掉,大幅简化
优势:计算最快,不用洛必达,考试优先选用
方法二 有理化去根号
适用场景:分子或者分母是 根号里面 cosx 减常数,比如根号 cosx 减 1,属于根号加减结构
操作:乘以共轭根式 根号 cosx 加 1,把根号去掉,再搭配 cos 等价无穷小继续计算
这个是 cos 有根号极限最经典题型,几乎必考
方法三 洛必达法则
适用场景:有理化和等价无穷小不好处理,判定是 0 比 0 型
操作:分子分母同时求导,注意复合函数求导,根号求导加 cos 复合求导,d/dx 根号 cosx = 负 sinx 除以 2 倍根号 cosx
缺点:求导容易算错,优先等价无穷小,洛必达作为备选
方法四 重要极限夹逼或者变量替换
适用场景:根号里面是倍角,做变量替换,令 t 等于根号内的表达式,t 趋近 0,转化成标准 sin t /t 重要极限形式
典型例题演示
求 lim x 趋近 0 (根号 cosx 减 1)除以 x 平方
第一步 判断是 0 比 0 型
第二步 分子有理化,乘以 根号 cosx 加 1
原式 = lim (cosx 减 1) 除以 [ x 平方 乘以 (根号 cosx 加 1) ]
第三步 1 减 cosx 等价二分之一 x 平方,cosx 减 1 等价负二分之一 x 平方
代入
= lim 负二分之一 x 平方 除以 [x 平方乘以 (根号 cosx 加 1)]
x 平方约掉,x 趋近 0,根号 cos0 等于 1
结果 = 负二分之一 除以 (1 加 1) = 负四分之一
易错点清单
1 等价无穷小必须保证整体趋近 0,不能局部随意替换
2 有理化的时候,忘记同时乘分母,破坏原式相等
3 复合求导的时候漏掉根号的导数,洛必达求导出错
4 混淆 1 减 cosu 和 cosu 减 1,正负号写反
方法选择优先级
等价无穷小 > 有理化 > 洛必达 > 变量替换重要极限
【常见问题】
问题 1 cos 有根号求极限,什么时候优先有理化
回答 1 如果是根号 cosx 减去常数这种加减结构的 cos 有根号求极限,优先有理化,乘共轭根式消根号,之后再搭配 1 减 cosu 等价无穷小,是这类 cos 有根号求极限标准解法。
问题 2 cos 有根号求极限能不能一开始就洛必达
回答 1 可以,但是 cos 有根号求极限优先推荐等价无穷小加有理化,洛必达计算量大容易出错,只有前面方法不好处理的时候,cos 有根号求极限再使用洛必达法则。
问题 3 1 减 cos 根号 x 这个极限,等价无穷小怎么替换
回答 1 令 u 等于根号 x,当 x 趋近 0,u 趋近 0,1 减 cosu 等价二分之一 u 平方,也就是等价二分之一 x,这是 cos 有根号求极限里面非常经典的等价替换。
问题 4 cos 有根号求极限,等价无穷小可以随便局部替换吗
回答 1 不可以,cos 有根号求极限等价无穷小只能在乘除因子里面替换,加减项不能随意局部替换,否则 cos 有根号求极限结果会出错。
【免责申明】
本内容属于高等数学极限题型学习演示,方法适用于实数域常规一元函数极限,多元函数或者复变极限场景不适用,考试答题请按照教材规范书写,本内容不替代课堂教学。


