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极限的计算、证明

极限的计算、证明
极限的计算、证明

极限的论证计算,其一般方法可归纳如下 1、 直接用定义()等δεε--,N 证明极限 例、试证明01

lim

=∞→n

n 证:要使ε<-01n

,只须ε

1

>n ,故

0>?ε,11

+??

?

???=?εN ,N n >?,有ε<-01

n 2、 适当放大,然后用定义或定理求极限或证明极限

例、证明:0!

lim =∞→n a n

n ,0>a 证:已知0>a 是一个常数 ?∴正整数k ,使得k a ≤

()ε

k

n

n

!1!!0! ,ε

!1

k a n k +> 1!,01+????

????=?>?∴+εεk a N k ,当N n >时,有 ε<-0!

n a n

3、用两边夹定理在判定极限存在的同时求出极限 例、求()()

n

n n n 264212531lim ??-??∞

→ 解:

()()()()n n n n n 212264212753264212531?-??-??=??-?? ()()()()n

n n n n n 41

125312642211253264?-????=?-??>

∴ ()()n n n 41

2642125312

>???

? ????-??

两边开n 2次方: ()()121

21412642125311222→?=>??-??>n n n n

n

n n n

由两边夹:()()

1264212531lim =??-??∞

→n

n n n

4、 利用等价性原理把求一般极限的问题化为无穷小量的极限问

例、设0≠→l S n ()∞→n ,0>p 为常数,求证:p

p

n l S →()∞→n

证:00→-≤-≤l S l S n n ,得 l S n →()∞→n 记 n n l S α+=,其中 0→n α()∞→n

再记n n l S α+=()n n

l l

l βα+=???

? ?

?+=11,其中0→=l n n αβ()∞→n 则有()p n p

p

n l S β+=1。 若取定自然数p K >,则当1

n p n K

n βββ+≤+≤-111

()()()K

n p

p

n p n p

K

n p

l S l l βββ+≤=+≤-111

由两边夹得证。

5、 通过分子有理化或分子分母同时有理化将表达式变形使之易

求极限

例、求极限()

1sin lim

2+∞

→n n π 解:()

1sin lim 2+∞→n n π=()

πππn n n n -++∞

→1sin lim 2 =()()

ππn n n

n -+-∞

→1sin 1lim

2

=()01sin 1lim 2

2

=++-∞

→π

ππn n n

n

6、 换变量后利用复合函数求极限法则求极限 例、求极限()

x

x K

x 1

1lim

10

-+→,其中K 是自然数

解:令 ()111-+=K

x y

当1

+≤+≤-1111,所以00→?→y x 利用复合函数求极限法则可得 ()

x

x K

x 1

1lim

10

-+→()()K

y y K K Ky y

y y

K y K y 112

1

lim

1

1lim

20

=

++-+

=-+=→→ 7、 进行恒等变形化成已知极限进行计算

例、2122sin 21lim 2sin 2lim cos 1lim

2

02

2020=?????

? ???==-→→→x x x x x x x x x 8、用等价无穷小量进行变量替换后求极限 例、求极限2

cos

1cos 1lim

0x x

x --→

解:x cos 1-~221x ,2cos 1x -~2

221???

???x ()0→x

2cos 1cos 1lim

0x x

x --→422121lim 2

2

0=?

?

? ???=→x x

x 9、利用存在性定理确定极限的存在性并求极限 例、2

11n n n x x x +=

+, ,2,1=n ,01>=a x 证明:n n x ∞

→lim 存在,并求此极限。

证明:0>n x 211n n n x x x +=

+22

12=?≥n

n x x 022212

1≤-=-+=-+n

n n n n n n x x x x

x x x ,n

n x x ≤+1

且 2≥n x ,∴n n x ∞

→lim 存在

令 =l n n x ∞

→lim ,有 2

1l l l +=,22=l ,2=l

10、利用海涅定理解决极限问题

例、试证明函数()x

x f 1sin =当0→x 时极限不存在 证:取02

21→+

=

π

πn x n ,021

→=

π

n y n ()∞→n 而 ()1=n x f ,()0=n y f ,得证 11、把求极限问题化为导数问题计算 例、求极限()

x x K

x 1

1lim

10-+→,其中K 是自然数

解:()x

x K

x 1

1lim

10

-+→1'1

=???

? ??=x x K K 1= 12、利用洛必达法则求极限

例、()π

π

--→x x tgx 202

lim 解:令=A ()π

π

--→x x tgx 202

lim ln ln =A ()ππ--→x x tgx 202

lim ()π

π

--→=x x tgx 20

2

ln lim ()tgx x x ln 2lim 02

ππ-=-→()

1

2

2ln lim --→-=ππ

x tgx

x ()tgx

x x x 2

20

2

22sec lim

--→--=ππ

()21cos sin 221lim 2

02-=-??? ??-=-→x x x x ππ02sin 24lim 2

02=?

?

? ??-??? ??--→x x x πππ 所以()1lim 0202

===--→e A tgx x x π

π

13、把求极限的表达式化为积分和的形式,用定积分进行计算

例、设n

n n S n 21

2111+

++++=

,求n n S ∞→lim 解:n n n S n 21

2111+++++= n

i n n i +?=∑=1111,n n S ∞→lim 2ln 1110=+=?dx x

14、利用第一积分中值定理处理定积分的极限问题

例、求?+∞→1

01lim

dx x

x n

n 解:由第一积分中值定理

?

?+=

+1

1

011

1dx x dx x x n n

n ξ1

1

11+?+=

n n ξ,()10≤≤n ξ 所以?+∞→1

01lim

dx x

x n

n 0= 15、利用收敛级数的必要条件求极限

例、求!

lim n x n

n ∞→ 解:已知指数函数的幂级数展开式∑∞

==0!

n n

x

n x e 对于一切R x ∈收敛

而收敛级数的一般项趋于0,故得!

lim n x n

n ∞→0= 16、用带有皮亚诺余项的泰勒展开式求函数或序列的极限

例、??

???

???? ?

?+-∞

→x x x x 11ln lim 2

解:??? ??+-x x x 11ln 2

??????????? ??+??? ???--=22

2101211x x x x x 2

2112

1x x o ???

??-=

原式2

1

=

17、利用柯西收敛准则处理极限问题

例、用Cauchy 收敛准则证明111

13521

n x n =++++-无极限. 证: 取010,05

N ε=>?>,任取,n N p n >=,有

211

11

.2123

414144

n p n n n n n x x x x n n n n n ε+-=-=

+++

≥>=>++-- 故由Cauchy 收敛准则知,{}n x 为发散数列.

(注:本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。请预览后才下载,期待您的好评与关注!)

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