高等數(shù)學極限求法總結(jié)

時間：2022-01-12 10:15:03 總結(jié) 我要投稿

　　極限的判斷定義是:單調(diào)遞增有上界則有極限,單調(diào)遞減有下界則有極限。下面是小編整理的高等數(shù)學極限求法總結(jié)，希望對你有幫助！

高等數(shù)學極限求法總結(jié)

　　函數(shù)極限可以分成而運用ε-δ定義更多的見諸于已知的極極限值的證明題中。掌握這類證明對初學者深刻理解運用極限定義大有裨益。限為例，f(x) 在點以A為極限的定義是：對于任意給定的正數(shù)ε（無論它多么小），總存在正數(shù)，使得當x滿足不等式時，對應的f(x)函數(shù)值都滿足不等式：，那么常數(shù)A就叫做函數(shù)f(x)當 x→x時的極限。

　　1.利用極限的四則運算法則：

　　極限四則運算法則的條件是充分而非必要的，因此，利用極限四則運算法則求函數(shù)極限時，必須對所給的函數(shù)逐一進行驗證它是否滿足極限四則運算法則條件，滿足條件者。方能利用極限四則運算法則進行求之。不滿足條件者，不能直接利用極限四則運算法則求之。但是，井非不滿足極限四則運算法則條件的函數(shù)就沒有極限，而是需將函數(shù)進行恒等變形，使其符合條件后，再利用極限四則運算法則求之。而對函數(shù)進行恒等變形時，通常運用一些技巧如拆項、分子分母同時約去零因子、分子分母有理化、通分、變量替換等等。例 1

　　求 lim( x 2 3x + 5).

　　x→ 2

　　解： lim( x 2 3x + 5) = lim x 2 lim 3x + lim 5

　　= (lim x) 2 3 lim x + lim 5

　　= 2 2 3 2 + 5 = 3.

　　x→2 x →2 x →2 x →2 x →2 x →2 x →2

　　2.利用洛必達法則

　　洛必達(L Hopital)法則是在一定條件下通過分子分母分別求導再求極限來確定未定式值的方法.簡單講就是，在求一個含分式的函數(shù)的極限時，分別對分子和分母求導，在求極限，和原函數(shù)的極限是一樣的。一般用在求導后為零比零或無窮比無窮的類型。

　　利用洛必達求極限應注意以下幾點：

　　設函數(shù)f(x)和F(x)滿足下列條件：

　�。�1）x→a時,lim f(x)=0,lim F(x)=0;

　�。�2）在點a的某去心鄰域內(nèi)f(x)與F(x)都可導,且F(x)的導數(shù)不等于0;

　　（3）x→a時,lim(f(x)/F(x))存在或為無窮大

　　則 x→a時,lim(f(x)/F(x))=lim(f(x)/F(x))

　　例1：

　　1-cosx = 1-{1-2[sin(x/2)]^2} = 2[sin(x/2)]^2

　　xsinx = 2xsin(x/2)cos(x/2)

　　原式= lim 2[sin(x/2)]^2 / [2xsin(x/2)cos(x/2)] = tgx / x

　　對分子分母同時求導（洛必達法則）

　　(tgx) = 1 / (cosx)^2

　　(x) = 1

　　原式 = lim 1/(cosx)^2

　　當 x --> 0 時,cosx ---> 1

　　原式 = 1

　　3.利用兩個重要極限：

　　應用第一重要極限時，必須同時滿足兩個條件：

　�、� 分子、分母為無窮小，即極限為 0 ；

　�、� 分子上取正弦的角必須與分母一樣。

　　應用第二重要極限時，必須同時滿足四個條件：

　�、賻в小�1”；

　�、� 中間是“+ ”號；

　　③“+ ”號后面跟無窮小量；

　�、苤笖�(shù)和“+ ”號后面的數(shù)要互為倒數(shù)。

　　例1：

　　求lim(arcsinx/x),x趨于0

　　解A.令x=sint,則當t 趨于0時,x趨于0,且arcsinx=t

　　所以 B.lim(arcsinx/x),x趨于0.=lim(t/sint),t趨于0=1

　　4.利用等價無窮小代換定理

　　利用此定理求函數(shù)的極限時，一般只在以乘除形式出現(xiàn)時使用。若以和或差形式出現(xiàn)時，不要輕易代換，因為經(jīng)此代換后，往往會改變無窮小之比的階數(shù)。要用好等價無窮小代換定理，必須熟記一些常用的等價無窮小。

　　例1

　　lim√(1-cosx)/tanx

　　=lim-√2sin(x/2)/tanx

　　=lim-√2/2x/x

　　=-√2/2

　　lim√(1-cosx)/tanx

　　=lim√2sin(x/2)/tanx

　　=lim√2/2x/x

　　=√2/2

　　因為lim√(1-cosx)/tanx≠lim=√(1-cosx)/tanx

　　所以極限不存在

　　5.柯西收斂準則

　　數(shù)列{Xn}收斂的充分必要條件是對于任意給定的正數(shù)ε存在著這樣的正整數(shù)N使得當m>N,n>N時就有|Xn-Xm|<ε這個準則的幾何意義表示，數(shù)列{Xn}收斂的充分必要條件是：該數(shù)列中足夠靠后的任意兩項都無限接近。

　　例1

　　證明：xn=1-1/2+1/3-1/4+......+ [(-1)^(n+1)]/n 有極限

　　證：

　　對于任意的m,n屬于正整數(shù)，m>n

　　|xn-xm|=| [(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m |

　　當m-n為奇數(shù)時 |xn-xm|=| [(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m |

　　<1/n(n+1)+1/(n+1)(n+2)+......+1/(m-1)m

　　=(1/n-1/m)→0

　　由柯西收斂原理得{xn}收斂

　　當m-n為偶數(shù)時 |xn-xm|=| [(-1)^(n+2)]/(n+1)+......+[(-1)^(m+1)]/m |

　　<1/n(n+1)+1/(n+1)(n+2)+......+1/(m-2)(m-1)-1/m

　　=(1/n-1/(m-1)-1/m）→0

　　由柯西收斂原理得{xn}收斂

　　綜上{xn}收斂，即{xn}存在極限

　　6.利用函數(shù)連續(xù)性：

　�。ň褪侵苯訉②呄蛑祹С龊瘮�(shù)自變量中，此時要要求分母不能為0）

　　描述函數(shù)的一種連綿不斷變化的狀態(tài)，即自變量的微小變動只會引起函數(shù)值的微小變動的情況。確切說來，函數(shù)在某點連續(xù)是指：當自變量趨于該點時，函數(shù)值的極限與函數(shù)在該點所取的值一致。

　　例1

　　設 f（x）=xsin 1/x + a,x<0，b+1,x=0，x^2-1,x<0，試求：

　　當a，b為何值時，f（x）在x=0處的極限存在？

　　當a，b為何值時，f（x）在x=0處連續(xù)？

　　注：f（x）=xsin 1/x +a, x< 0

　　b+1, x=0

　　X^2-1, x>0

　　解：f(0)＝b+1

　　左極限：lim(x→0-) f(x)＝lim(x→0-) (xsin(1/x)＋a)＝0+a＝a

　　左極限：lim(x→0+) f(x)＝lim(x→0+) (x^2-1)＝0-1＝-1

　　f(x)在x＝0處連續(xù)，則lim(x→0-) f(x)＝lim(x→0+) f(x)＝f(0)，

　　所以a＝-1＝b+1，

　　所以a＝-1，b＝-2

　　7.利用等價無窮小量代換求極限

　　tanxsinx例 8 求極限lim． x0sinx3

　　解由于tanxsinxsinx1cosx，而 cosx

　　sinx~xx0，1cosx~x0，sinx3~x3x02

　　故有

　　xtanxsinx11． limlimx0x0cosxsinx3x32

　　注在利用等價無窮小量代換求極限時，應注意只有對所求極限式中相乘或相除的`因式才能用等價無窮小量替代，而對極限式中的相加或相減部分則不能隨意替代，如在例題中，若因有tanx~xx0，sinx~xx0，而推出

　　limtanxsinxxxlim0， x0x0sinx3sinx3

　　則得到的式錯誤的結(jié)果．

　　附常見等價無窮小量

　　sinx~xx0，tanx~xx0，1cosx~x0， 2

　　arcsinx~xx0，arctanx~xx0，ex1~xx0，

　　ln1x~xx0，1x1~xx0．

　　8 利用洛比達法則求極限

　　0洛比達法則一般被用來求型不定式極限及型不定式極限．用此種方法求極限要求在0

　　點x0的空心領域U

　　例1

　　求極限lim0x0內(nèi)兩者都可導，且作分母的函數(shù)的導數(shù)不為零． 1cosx． xtan2x

　　xx解由于lim1cosxlimtan2x0，且有

　　1cosxsinx，tan2x2tanxsec2x0，

　　由洛比達法則可得

　　lim1cosx xtan2x

　　xlisinx 22tanxsexc

　　cos3xlimx21． 2

　　9.利用定義求極限

　　1．fxlimxx0fxfx0， xx0

　　fx0hfx0． h2．fx0limh0

　　其中h是無窮小，可以是xxxx0，x的函數(shù)或其他表達式．

　　例1

　　求極限x0p0,q0．

　　0 分析此題是x0時型未定式，在沒有學習導數(shù)概念之前，常用的方法是消去分母0

　　中的零因子，針對本題的特征，對分母分子同時進行有理化便可求解．但在學習了導數(shù)的定義式之后，我們也可直接運用導數(shù)的定義式來求解．

　　解令f

　　x 則

　　x0fxf0

　　lim x0gxg0x0

　　f0g0p． q

　　10. 利用歸結(jié)原則求極限

　　歸結(jié)原則設f在U0x0;內(nèi)有定義，limfx存在的充要條件是：對任何含于xx0

　　U0x0;且以x0為極限的數(shù)列xn，極限limfxn都存在且相等． n

　　例1 11求極限lim12． nnn

　　x1分析利用復合函數(shù)求極限，令ux12x

　　x1解令ux12x

　　nnnx2x1，vxx1求解． xx2x1，vxx1則有 xlimuxe；limvx1，

　　由冪指函數(shù)求極限公式得

　　vx11lim12limuxe， xxxxx

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