(1)确定底数与定义域。记 u(x)=[(x−a)(x+b)]x2,则
u(x)=1+xb−a−x2ab1⟶1.
当 ∣x∣ 充分大时分母非零且底数为正,实数幂有意义,可以取对数。
(2)计算决定极限的乘积。通分得
u(x)−1x[u(x)−1]=(x−a)(x+b)(a−b)x+ab,=x2+(b−a)x−ab(a−b)x2+abx⟶a−b.
最后一步将分子分母同时除以 x2,对 a=b 的退化情形也成立。
(3)还原幂指极限。由 ln(1+t)=t+o(t),或将 tln(1+t) 在 t=0 连续补定义为 1,得 xlnu(x)→a−b。因此
x→∞lim[u(x)]x=x→∞limexlnu(x)=ea−b,
选 C。以上估计在 x→+∞ 与 x→−∞ 时均有效。
取 a=1,b=0 时极限为 e,可排除一般答案为 1 或 eb−a;取 a=b=1 时极限为 1,可排除一般答案为 e。
取对数直接展开。记 u(x)=[(x−a)(x+b)]x2。当 ∣x∣ 充分大时 u(x)>0,由 ln(1+t)=t+O(t2) 得
lnu(x)=−ln(1+xb−a−x2ab)=−xb−a+x2ab+O(x21)=xa−b+O(x21).
故 xlnu(x)→a−b,由指数函数连续性,原极限为 ea−b,选 C。