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因式分解和约分如何解决 (x2+3x−10x^2+3x-10)/(x2−2xx^2-2x) 当 x 趋近于 2 时的不定极限?

因式分解和约分通过将表达式简化为在目标点附近有定义的形式来解决极限问题。对于接近 2 且 x≠2x \ne 2 的情况,表达式 x2+3x−10x2−2x\frac{x^2+3x-10}{x^2-2x} 因式分解为 (x−2)(x+5)x(x−2)\frac{(x-2)(x+5)}{x(x-2)}。约去公因子 (x−2)(x-2) 得到 x+5x\frac{x+5}{x}。然后通过直接代入简化后的函数来计算 x→2x \to 2 时的极限,结果为 7/27/2。这种技巧之所以有效,是因为约分涉及的是附近的输入值,而不是在原表达式缺失的点处对其进行求值。

适用条件

  • 极限是当 x→2x \to 2 时。
  • 原表达式在 x=2x=2 处无定义(不定形式 0/00/0)。
  • 约分仅对 x≠2x \ne 2 有效。

理解与推导

  1. 通过将 x=2x=2 代入原表达式识别出不定形式。
  2. 将分子 x2+3x−10x^2+3x-10 因式分解为 (x−2)(x+5)(x-2)(x+5)。
  3. 将分母 x2−2xx^2-2x 因式分解为 x(x−2)x(x-2)。
  4. 从分子和分母中约去公因子 (x−2)(x-2),并注意这对 x≠2x \ne 2 有效。
  5. 通过将 x→2x \to 2 代入简化后的表达式 x+5x\frac{x+5}{x} 来评估极限。
  6. 计算最终值:2+52=72\frac{2+5}{2} = \frac{7}{2}。

例子

脚本指出:“对于接近 2 且 x≠2x\ne2,x2+3x−10x2−2x=(x−2)(x+5)x(x−2)=x+5x\frac{x^2+3x-10}{x^2-2x}=\frac{(x-2)(x+5)}{x(x-2)}=\frac{x+5}{x}。其当 x→2x\to2 时的极限是 7/27/2。”

容易误解的地方

  • 认为约分改变了函数在点 x=2x=2 处的值。
  • 认为由于原函数在 x=2x=2 处无定义,因此极限不存在。
  • 混淆简化后的函数与原函数在全局范围内的关系,而不仅仅是在极限点附近。

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