Câu hỏi
Cho \(m\) và \(n\) là các số nguyên dương phân biệt. Giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{{x^m} - {x^n}}}\) bằng:
- A \(m - n\)
- B \(n - m\)
- C \(\frac{1}{{m - n}}\)
- D \(\frac{1}{{n - m}}\)
Phương pháp giải:
Biến đổi dựa vào công thức: \(\frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{{x^m} - {x^n}}} = \frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{x - 1}}.\frac{{x - 1}}{{{x^m} - {x^n}}}\)
Dùng giới hạn:
\(\begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^m} - {x^n}}}{{x - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {{x^m} - 1} \right) - \left( {{x^n} - 1} \right)}}{{x - 1}}\\ = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {x - 1} \right)\left( {{x^{m - 1}} + {x^{m - 2}} + ... + x + 1} \right) - \left( {x - 1} \right)\left( {{x^{n - 1}} + {x^{n - 2}} + ... + x + 1} \right)}}{{x - 1}}\\ = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {{x^{m - 1}} + {x^{m - 2}} + ... + x + 1} \right) - \left( {{x^{n - 1}} + {x^{n - 2}} + ... + x + 1} \right)}}{1} = m - n.\end{array}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có: \(\frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{{x^m} - {x^n}}} = \frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{x - 1}}.\frac{{x - 1}}{{{x^m} - {x^n}}}\).
Xét giới hạn:
\(\begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^m} - {x^n}}}{{x - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {{x^m} - 1} \right) - \left( {{x^n} - 1} \right)}}{{x - 1}}\\ = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {x - 1} \right)\left( {{x^{m - 1}} + {x^{m - 2}} + ... + x + 1} \right) - \left( {x - 1} \right)\left( {{x^{n - 1}} + {x^{n - 2}} + ... + x + 1} \right)}}{{x - 1}}\\ = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {{x^{m - 1}} + {x^{m - 2}} + ... + x + 1} \right) - \left( {{x^{n - 1}} + {x^{n - 2}} + ... + x + 1} \right)}}{1} = m - n\end{array}\)
Mà \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{x - 1}} = 1\) nên \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\sin \left( {x - 1} \right)}}{{{x^m} - {x^n}}} = \frac{1}{{m - n}}\)
Chọn C.