求极限的方法及例题总结解读_求极限的方法及例题
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1.定义:
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明,例如:;x2lim(3x1)5
(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义证明。
利用导数的定义求极限
这种方法要求熟练的掌握导数的定义。
2.极限运算法则
定理1 已知limf(x),limg(x)都存在,极限值分别为A,B,则下面极限都存在,且有(1)lim[f(x)g(x)]AB(2)limf(x)g(x)AB(3)limf(x)A,(此时需B0成立)g(x)B
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。.利用极限的四则运算法求极限
这种方法主要应用于求一些简单函数的和、乘、积、商的极限。通常情况下,要使用这些法则,往往需要根据具体情况先对函数做某些恒等变形或化简。
8.用初等方法变形后,再利用极限运算法则求极限
limx1
例1 3x12x1
(3x1)2223x33limlimx1(x1)(3x12)x1(x1)(3x12)4解:原式=。
注:本题也可以用洛比达法则。
例2 limn(n2n1)n
nn[(n2)(n1)]分子分母同除以limnn2n1limn31211nn32解:原式=(1)n3nlimnn例3 n23
。上下同除以3n解:原式
1()n1lim31n2n()13。
3.两个重要极限
sinx1x0x(1)lim(2)x0lim(1x)e1xlim(11)xex;x
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,sin3x3lim1lim(12x)2xelim(1)3ex例如:x03x,x0,x;等等。
1x
利用两个重要极限求极限
1cosx2x03x例5 limxx2sin22lim21limx0x0x63x212()22解:原式=。2sin2注:本题也可以用洛比达法则。例6 lim(13sinx)x02x
16sinx3sinxx解:原式=x0 lim(13sinx)lim[(13sinx)x013sinx]6sinxxe6。例7 lim(nn2n)n1
n13nn133lim(1)nn1解:原式=33n1lim[(1)]e3nn1。
n13n
4.等价无穷小
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x0时,下列函数都是无穷小(即极限是0),且相互等价,即有:
x~sinx~tanx~arcsin面的等价
x~arctanx~ln(1x)~ex1。
说明:当上面每个函数中的自变量x换成g(x)时(g(x)0),仍有上关系成立,例如:当x0时,e3x1~3x;ln(1x2)~x2。
f1(x)f(x)limg1(x)存在时,xx0g(x)也存在且定理4 如果函数f(x),g(x),f1(x),g1(x)都是xx0时的无穷小,且f(x)~f1(x),g(x)~g1(x),则当xx0limf1(x)f1(x)f(x)limlimlimxxxx0g(x)xx0g(x)0g(x)f(x)11等于,即=。
利用等价无穷小代换(定理4)求极限
limx0例9 xln(13x)arctan(x2)ln(13x)~3x,arctan(x2)~x2,解:x0时,limx3x3x2。 原式=x0exesinxlim例10 x0xsinx
esinx(exsinx1)esinx(xsinx)limlim1x0x0xsinxxsinx解:原式=。
注:下面的解法是错误的:
(ex1)(esinx1)xsinxlimlim1x0x0xsinxxsinx原式=。
正如下面例题解法错误一样:
limx0tanxsinxxxlim0x0x3x3。
1tan(x2sin)xlimsinx例11 x0
解:当x0时,x2sin111是无穷小,tan(x2sin)与x2sin等价xxx,x2sin所以,原式=x0
lim1xlimxsin10x0xx。(最后一步用到定理2)
五、利用无穷小的性质求极限
有限个无穷小的和是无穷小,有界函数与无穷小乘积是无穷小。用等价无穷小替换求极限常常行之有效。例 1.x01/21
lim(1xsinx1sinsin(x1))lim2lnxex1 2.x0
5.洛比达法则
定理5 假设当自变量x趋近于某一定值(或无穷大)时,函数f(x)和g(x)满足:(1)f(x)和g(x)的极限都是0或都是无穷大;
(2)f(x)和g(x)都可导,且g(x)的导数不为0;
f(x)limg(x)存在(或是无穷大)(3);
limf(x)f(x)limmilg(x)也一定存在,g(x),且等于即
f(x)f(x)limg(x)=g(x)。则极限说明: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,洛比达法则就不能应用。特别要注意条件
0(1)是否满足,即验证所求极限是否为“0”型或“”型;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。
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。
1cosx2x03x例12(例4)limsinx1x06x6。解:原式=(最后一步用到了重要极限)limcosx例13 limx12x1 2sinx解:原式=x1例14 limx0lim212。
xsinxx3 lim1cosxsinx1lim2x0x06x6。3x解:原式==(连续用洛比达法则,最后用重要极限)
sinxxcosx2例15 x0xsinx lim解:
原式limsinxxcosxcosx(cosxxsinx)limx0x0x2x3x2xsinx1limx03x23先用等价无穷小,再用洛必达法则
11lim[]x0xln(1x)例18
11lim[]0解:错误解法:原式=x0xx。
正确解法:原式limln(1x)xln(1x)xlimx0xln(1x)xxx011x1lim1xlim。x0x02x2x(1x)2
应该注意,洛比达法则并不是总可以用,如下例。例19 limxx2sinx3xcosx
12cosx0lim解:易见:该极限是“0”型,但用洛比达法则后得到:x3sinx,此极限
不存在,而原来极限却是存在的。正确做法如下:
2sinxxlimxcosx3x(分子、分母同时除以x)原式=1
1=3(利用定理1和定理2)
6.连续性
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x0是函数f(x)的定义去间内的一点,则有xx0limf(x)f(x0)。利用函数的连续性(定理6)求极限
例4 limx2ex21x
12x解:因为x02是函数f(x)xe的一个连续点,所以原式=2e4e。
7.极限存在准则
定理7(准则1)单调有界数列必有极限。
四、利用单调有界准则求极限
首先常用数学归纳法讨论数列的单调性和有界性,再求解方程可求出极限。例1.设a0,x1a,x2aaax1,,xn1axn(n1,2,)212
求极限n
limxn。定理8(准则2)已知{xn},{yn},{zn}为三个数列,且满足:(1)ynxnzn,(n1,2,3,)(2)n则极限
10.夹逼定理 limynan,nlimzna
nlimxn一定存在,且极限值也是a,即
limxna。
利用极限存在准则求极限 例20 已知x12,xn12xn,(n1,2,),求nlimxn
limxnx{x}解:易证:数列n单调递增,且有界(0
xn12xn两边求极限,10 得:
a2a,解得:a2或a1(不合题意,舍去)所以nlimxn2lim(1。
1n21n212例21 nn1n212nn 11n2nnn21)2解:易见:nnn22limnnn2因为n1limnn112,nn21
1n22lim(所以由准则2得:
n11nn2)1。
9.洛必达法则与等价无穷小替换结合法
对于一些函数求极限问题,洛必达法则和等价无穷小结合运用,往往能化简运算,收到奇效。
11.泰勒展开法
12.利用定积分的定义求极限法
积分本质上是和式的极限,所以一些和式的极限问题可以转化为求定积分的问题。
8.利用复合函数求极限
十、利用级数收敛的必要条件求极限
级数收敛的必要条件是:若级数些极限nlimf(n)un1n收敛,则nlimun0,故对某,可将函数
f(n)作为级数n1f(n)的一般项,只须证明此技术收敛,便有nlimf(n)0。n!例nnn lim
十一、利用幂级数的和函数求极限
当数列本身就是某个级数的部分和数列时,求该数列的极限就成了求相应级数的和,此时常可以辅助性的构造一个函数项级数(通常为幂级数,有时为Fourier级数)。使得要求的极限恰好是该函数项级数的和函数在某点的值。
例求nlim(11332n1)333
7等比等差数列公式应用(对付数列极限)(q绝对值符号要小于1)
8各项的拆分相加(来消掉中间的大多数)(对付的还是数列极限)可以使用待定系数法来拆分化简函数
9求左右求极限的方式(对付数列极限)例如知道Xn与Xn+1的关系,已知Xn的极限存在的情况下,xn的极限与xn+1的极限时一样的,应为极限去掉有限项目极限值不变化还有个方法,非常方便的方法
就是当趋近于无穷大时候
不同函数趋近于无穷的速度是不一样的!!!!!!!!
x的x次方快于 x!快于 指数函数
快于
幂数函数
快于
对数函数(画图也能看出速率的快慢)!!!当x趋近无穷的时候 他们的比值的极限一眼就能看出来了 换元法 是一种技巧,不会对模一道题目而言就只需要换元,但是换元会夹杂其中
16直接使用求导数的定义来求极限,(一般都是x趋近于0时候,在分子上f(x加减麽个值)加减f(x)的形式,看见了有特别注意)
读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
8、读书要三到:心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。
10、一日无书,百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根