一元函数积分学 / 不定积分 / 常规计算与结论整理
求极限 $\displaystyle\lim_{x\to0}\dfrac{\int\limits_{0}^{x}\ln(1+\sin t)\,dt}{\sqrt{1+x^2}-1}$.
正确答案
1
题目解析
分子为变上限积分,分母为无穷小,符合 $\frac{0}{0}$ 型。由洛必达法则,对分子分母分别求导:分子导数为 $\ln(1+\sin x)$,分母导数为 $\dfrac{1}{2}(1+x^2)^{-1/2}\cdot 2x=\dfrac{x}{\sqrt{1+x^2}}$。故原极限化为 $\lim_{x\to0}\dfrac{\ln(1+\sin x)}{x/\sqrt{1+x^2}}=\lim_{x\to0}\ln(1+\sin x)\cdot\dfrac{\sqrt{1+x^2}}{x}$。因 $\sqrt{1+x^2}\to1$,只需计算 $\lim_{x\to0}\dfrac{\ln(1+\sin x)}{x}$。利用等价无穷小:当 $x\to0$,$\sin x\sim x$,$\ln(1+u)\sim u$($u\to0$),故 $\ln(1+\sin x)\sim \sin x\sim x$,因此 $\dfrac{\ln(1+\sin x)}{x}\to1$。综上,极限为 $1\cdot1=1$。