高等数学求极限

  《高等数学》是理工科院校最重要的基础课之一,极限是《高等数学》的重要组成部分。求极限方法众多,非常灵活,给函授学员的学习带来较大困难,而极限学的好坏直接关系到《高等数学》后面内容的学习。下面先对极限概念和一些结果进行总结,然后通过例题给出求极限的各种方法,以便学员更好地掌握这部分知识。

  一、极限定义、运算法则和一些结果

  1(定义:(各种类型的极限的严格定义参见《高等数学》函授教材,这里不一一叙述)。

  说明:(1)一些最简单的数列或函数的极限(极限值可以观察得到)都可以用上面的极限严格定义证

  (2)在后面求极限时,(1)中提到的简单极限作为已知结果直接运用,而不需再用极限严格

  定理1 已知 ,都存在,极限值分别为A,B,则下面极限都存在,且有 (1)limf(x)limg(x)

  说明:极限号下面的极限过程是一致的;同时注意法则成立的条件,当条件不满足时,不能用。

  说明:不仅要能够运用这两个重要极限本身,还应能够熟练运用它们的变形形式,

  作者简介:靳一东,男,(1964—),副教授。

  定理2 无穷小与有界函数的乘积仍然是无穷小(即极限是0)。

  定理3 当时,下列函数都是无穷小(即极限是0),且相互等价,即有: x,0

  g(x)g(x),0说明:当上面每个函数中的自变量x换成时(),仍有上面的等价

  定理5 假设当自变量x趋近于某一定值(或无穷大)时,函数和满足:(1)和的f(x)g(x)f(x)g(x)

  极限都是0或都是无穷大;

  ,,f(x)f(x)f(x)f(x)limlimlimlim 则极限也一定存在,且等于,即= 。 ,,g(x)g(x)g(x)g(x)说明:定理5称为洛比达法则,用该法则求极限时,应注意条件是否满足,只要有一条不满足,洛比达

  0,法则就不能应用。特别要注意条件(1)是否满足,即验证所求极限是否为“”型或“”型;0,

  条件(2)一般都满足,而条件(3)则在求导完毕后可以知道是否满足。另外,洛比达法则可以

  连续使用,但每次使用之前都需要注意条件。

  x 定理6 一切连续函数在其定义去间内的点处都连续,即如果是函数的定义去间内的一点,则有f(x)0

  定理7(准则1) 单调有界数列必有极限。

  二、求极限方法举例

  1( 用初等方法变形后,再利用极限运算法则求极限

  注:本题也可以用洛比达法则。

  2( 利用函数的连续性(定理6)求极限

  1222e,4e 所以 原式= 。 3( 利用两个重要极限求极限

  注:本题也可以用洛比达法则。

  解:原式=0 (定理2的结果)。 5( 利用等价无穷小代换(定理4)求极限

  正如下面例题解法错误一样:

  6( 利用洛比达法则求极限

  说明:当所求极限中的函数比较复杂时,也可能用到前面的重要极限、等价无穷小代换等方法。同时,

  洛比达法则还可以连续使用。

  应该注意,洛比达法则并不是总可以用,如下例。

  1,2cosx0lim解:易见:该极限是“”型,但用洛比达法则后得到:,此极限 x,,3,sinx0

  不存在,而原来极限却是存在的。正确做法如下:

  7( 利用极限存在准则求极限

  x,2,x知的递推公式 两边求极限,得: n,1n

  上面对求极限的常用方法进行了比较全面的总结,由此可以看出,求极限方法灵活多样,而且许多题目不只用到一种方法,因此,要想熟练掌握各种方法,必须多做练习,在练习中体会。另外,求极限还有其它一些方法,如用定积分求极限等,由于不常用,这里不作介绍。

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