在网上看到一个诡异的表白公式:
x→0lim(32x+53x+49069x)x3
我曾经试图将 5201314 进行质因数分解,因而联系到“表白”二字立马想到了答案是 5201314。但怎么证明?
我第一反应是,出现指数形式,首先取对数,然后套用洛必达法则
令原极限为 L,则:
lnL=x→0limx3ln(32x+53x+49069x)
然后我选择——投降┗( ´・∧・`)┛,是的,我下一步不会做了
结果在评论区中看到了神之一手:
lnL=x→0limx3ln[1+3(2x−1)+(53x−1)+(49069x−1)]
确实啊,这个 +1−1 的操作有亿点难以想到;然后呢?投降,又不会了
又翻了一下评论区,发现了一个等价无穷小替换,而且上面这一步也可以用等价无穷小得到……
好吧,我承认我输给了等价无穷小了。
上面之所以要 +1−1,是为了凑出 ln(1+x) 的形式。考虑计算极限 L′=x→0limxln(1+x)
直接采用洛必达法则:L′=x→0lim1+x1=1(l′H),因而得到 ln(1+x)∼x
而上面正好是这样的形式,采用等价无穷小替换:
lnL=x→0limx33(2x−1)+(53x−1)+(49069x−1)=x→0limx(2x−1)+(53x−1)+(49069x−1)
接下来只需要利用洛必达法则,即可得到:
lnL=x→0lim2xln2+53xln53+49069xln49069
现在可以直接将 x→0 代入原式,得到:
lnL=ln2+ln53+ln49069=ln(2×53×49069)=ln5201314
因而,两边同时去掉对数符号,得到:L=5201314
不得不承认,这道题设计得很巧妙。像我这种人,看到这些数比较敏感,因而可以直接蒙出答案是 5201314(毕竟质因数分解过,49069 可不是那么经常露脸的)
但,要我说,整道题最绝妙的地方在于,底数中的分母 3 和指数中的分子 3
从计算过程中不难看出它是要凑出一个 (k∑i=1naix)xk 的形式,以便于后续的约分,且因为后面需要用到洛必达法则,因而需要保证 k 就是底数分子的项数 n。
如果是写成 5201314=106×49069 的话,那么极限 L 也可以写成下面的形式:
L=x→0lim(2106x+49069x)x2
不信的话,可以试试。
同理,也可以计算出这个结果,用于表白:
x→0lim(53⋅2x+5x+13x)x5=520
具体算法应该相同。不过,使用条件是:对方也会计算极限。如果对方不会计算极限,那么,再美丽的极限,也终将只是一坨。
不过,与其作为表白,不如改一下数据让好兄弟去算一下。等到开学后,作者就打算折磨我那会微积分的好兄弟,嘿嘿。
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