函数极限的几种常用求法
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极限求法总结极限是微积分中的一个重要概念,是研究函数变化趋势的基础。
在求解极限的过程中,我们常常会使用一些常用的技巧和方法。
下面我将对常见的极限求法进行总结,详细说明每种方法的步骤和应用场景。
一、直接代入法当函数在某个点有定义并且极限存在时,我们可以通过将变量直接代入函数中计算出极限的值。
例如,对于 f(x) = x^2 - 1,当 x -> 2 时,我们可以将 x 的值替换为 2,计算出 f(2) 的值。
这种方法适用于函数在该点有定义且不产生未定义结果的情况。
二、分子有理化法有些极限问题中,分子含有根式、分母含有分式等情况,为了便于计算,我们可以使用有理化方法。
主要有三种情况:有理化分母、有理化分子和有理化共轭。
1. 有理化分母:当分母中含有根式时,我们可以通过乘上分母的共轭形式,并利用差平方公式,将根式有理化为有理数。
例如,对于f(x) = 1/√x,当 x -> 4 时,我们可以乘上分母的共轭√x,得到f(x) = √x/√x^2,再利用 x^2 - a^2 = (x - a)(x + a) 的差平方公式,化简出分母为 (x - 4)。
接着我们可以直接代入计算。
2. 有理化分子:当分子中含有根式时,我们可以通过乘上分子的共轭形式,并利用和平方公式,将根式有理化为有理数。
例如,对于f(x) = √x + 1,当 x -> 2 时,我们可以乘上分子的共轭√x - 1,得到f(x) = (√x + 1)(√x - 1)/(√x - 1),再利用 a^2 -b^2 = (a - b)(a + b) 的和平方公式,化简后得到 f(x) = (x - 1)/(√x - 1)。
接着我们可以直接代入计算。
3. 有理化共轭:当分式中含有复杂的分母,我们可以根据分母的共轭形式,将分式有理化为分子和分母之间关于负号的组合。
例如,对于 f(x) = 1/(x + 3)^2,当 x -> -3 时,我们可以将分子和分母都乘上 (x + 3)^2 的共轭 (-x - 3)^2,然后化简分子和分母。
求极限的12种方法总结及例题求极限的12种方法总结及例题1. 引言在数学学习中,求极限是一个重要的概念,也是许多数学题解的基础。
在学习求极限的过程中,有许多不同的方法可以帮助我们理解和解决问题。
本文将总结12种方法,帮助我们更全面地理解求极限的概念,并提供相应的例题进行演示。
2. 利用极限的定义我们可以利用极限的定义来求解问题。
根据定义,当x趋向于a时,函数f(x)的极限为L,即对于任意的正数ε,总存在正数δ,使得当0<|x-a|<δ时,有|f(x)-L|<ε。
利用这个定义,可以求得一些简单的极限,如lim(x→0) sinx/x=1。
3. 利用夹逼准则夹逼准则是求极限常用的方法之一。
当我们无法直接求出某个函数的极限时,可以利用夹逼准则来找到该函数的极限值。
要求lim(x→0) xsin(1/x)的极限,可以通过夹逼准则来解决。
4. 利用极限的四则运算极限的四则运算法则是求解复杂函数极限的基本方法之一。
利用这个法则,我们可以将复杂的函数分解成简单的部分,再进行求解。
要求lim(x→0) (3x^2+2x-1)/(x+1),可以利用极限的四则运算法则来求解。
5. 利用洛必达法则当我们遇到不定型的极限时,可以利用洛必达法则来求解。
洛必达法则可以帮助我们求出不定型极限的值,例如0/0、∞/∞、0*∞等形式。
通过洛必达法则,我们可以将求解不定型极限的过程转化为求解导数的问题,从而得到极限的值。
6. 利用泰勒展开泰勒展开是求解复杂函数极限的有效方法之一。
当我们遇到无法直接求解的函数极限时,可以利用泰勒展开将其转化为无穷级数的形式,然后再进行求解。
通过泰勒展开,我们可以将复杂函数近似为一个多项式,从而求得函数的极限值。
7. 利用换元法换元法是求解复杂函数极限的常用方法之一。
通过适当的变量替换,可以将复杂的函数转化为简单的形式,然后再进行求解。
对于lim(x→∞) (1+1/x)^x,可以通过换元法将其转化为e的极限形式来求解。
求函数极限的八种方法
常见的求函数极限的方法有八种:
1.定义域内求函数极限:在函数的定义域内直接计算函数值,即可得到函数的极限值。
2.不存在极限:若函数在某一点的极限不存在,则在该点处函数没有极限。
3.左右极限存在且相等:若函数在某一点处的左右极限都存在且相等,则在该点处函数的
极限等于左右极限的值。
4.不等式法求极限:通过不等式将函数的上下界确定,从而确定函数的极限值。
5.函数的单调性求极限:通过函数的单调性可以确定函数在某一点处的极限值。
6.函数连续性求极限:通过函数的连续性可以确定函数在某一点处的极限值。
7.函数导数存在求极限:通过函数的导数存在性可以确定函数在某一点处的极限值。
8.无穷小量法求极限:通过考虑无穷小量对函数值的影响,可以确定函数在某一点处的极
限值。
这八种方法都可以用来求解函数的极限,但是在实际应用中,不同的方法适用于不同的情况。
例如,当函数的定义域内有足够的数据时,定义域内求函数极限是最直接的方法;如果函数在某一点处的左右极限都存在且相等,则可以直接使用左右极限的值作为函数在该点处的极限值;如果函数有明显的单调性或连续性,则可以利用这些性质来求解函数的极限;如果函数的导数存在,则可以利用导数的性质来求解函数的极限。
总之,求函数极限有许多方法,选择哪种方法取决于函数的性质和特点。
在实际应用中,应该根据函数的具体情况选择适当的方法,以得到最准确的结果。
函数极限的十种求法信科2班江星雨20140202250 函数极限可以分成而运用ε-δ定义更多的见诸于已知极限值的证明题中。
掌握这类证明对初学者深刻理解运用极限定义大有裨益。
以的极限为例,f(x) 在点以A为极限的定义是:对于任意给定的正数ε(无论它多么小),总存在正数,使得当x满足不等式时,对应的f(x)函数值都满足不等式:,那么常数A就叫做函数f(x)当x→x。
时的极限。
1.利用极限的四则运算法则:极限四则运算法则的条件是充分而非必要的,因此,利用极限四则运算法则求函数极限时,必须对所给的函数逐一进行验证它是否满足极限四则运算法则条件,满足条件者。
方能利用极限四则运算法则进行求之。
不满足条件者,不能直接利用极限四则运算法则求之。
但是,井非不满足极限四则运算法则条件的函数就没有极限,而是需将函数进行恒等变形,使其符合条件后,再利用极限四则运算法则求之。
而对函数进行恒等变形时,通常运用一些技巧如拆项、分子分母同时约去零因子、分子分母有理化、通分、变量替换等等。
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 →22.利用洛必达法则洛必达(L 'Hopital)法则是在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.简单讲就是,在求一个含分式的函数的极限时,分别对分子和分母求导,在求极限,和原函数的极限是一样的。
一般用在求导后为零比零或无穷比无穷的类型。
利用洛必达求极限应注意以下几点:设函数f(x)和F(x)满足下列条件:(1)x→a时,lim f(x)=0,lim F(x)=0;(2)在点a的某去心邻域内f(x)与F(x)都可导,且F(x)的导数不等于0;(3)x→a时,lim(f'(x)/F'(x))存在或为无穷大则x→a时,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)]^2xsinx = 2xsin(x/2)cos(x/2)原式= lim 2[sin(x/2)]^2 / [2xsin(x/2)cos(x/2)] = tgx / x对分子分母同时求导(洛必达法则)(tgx)' = 1 / (cosx)^2(x)' = 1原式= lim 1/(cosx)^2当x --> 0 时,cosx ---> 1原式= 13.利用两个重要极限:应用第一重要极限时,必须同时满足两个条件:①分子、分母为无穷小,即极限为0 ;②分子上取正弦的角必须与分母一样。
极限的六种求法1、代入法作者:教资备考群(865061525)之管理员,—━☆知浅づ如果自变量所趋近的值,能使函数有意义,就可以直接代入函数表达式中。
注:能使函数有意义,就是这个自变量在函数的定义域内。
【例】limx→2 x2x3 + 1− 2x + 3=( )。
2解:x2 − 2x + 3 = (x − 1)+ 2 ≥ 2 ≠ 0可见该函数的定义域是x3 + 1 R,所以可以直接将8 + 1x = 2 代入x3 + 1 。
x2 − 2x + 3limx→2 x2− 2x + 3 = limx→24 − 4 + 3= 3。
2、约公因子法如果自变量所趋近的值,使得函数没有意义。
可以考虑约公因子,将其约去。
因此经常运用因式分解。
【例】limx→3x2−x− 6x−3=( ) 。
解:这里发现,该函数的定义域为{x|x ≠ 3}。
如果x → 3,会使得函数没有意义。
因此考虑约公因子。
lim x→3x2−x−6x− 3= limx→3(x− 3)(x + 2)x− 3= lim(x + 2) = 5。
x→30 ⎩ x x x3、最高次幂法当函数是分式形式,且分子、分母都是多项式时,可以使用最高次幂法求极限。
它的原理,就是分子分母同时除以自变量的最高次幂。
这样自变量趋近于无穷大时, 那些比最高次幂低的项,直接就变为 0 了。
最高次幂法也俗称抓大头。
a⎧ ,n = m , a x m + a x m−1 + ⋯ + a⎪b 0lim 0 1 m = x→∞ b 0x n + b 1x n−1 + ⋯ + b n ⎨0,n > m , ⎪∞,n < m 。
【 例 】10x 4 + 6x 3 − x 2 + 3( ) 。
1 limx→∞2x 4 − x 2 − 9x=首先,观察到函数是个分式的形式。
其次,分子跟分母的最高次幂都是 4;最后,求极限直接用最高次幂法,原式 = 10= 5。
2那么,不妨拿这个例子,验证一下最高次幂法的原理。
高等数学中函数极限的求法技巧解析
函数极限是高等数学中的重要概念,也是其他数学领域的基础。
在计算函数极限时,有一些常用的技巧和方法,可以帮助我们更快地求解极限问题。
下面是一些常用的函数极限求法技巧。
1. 代入法:当函数极限中存在形如"0/0"或"无穷大/无穷大"的不定型时,可以尝试使用代入法求解。
即将函数中的变量逐渐靠近极限值进行代入,计算出函数在极限点附近的取值,进而得到极限结果。
2. 无穷小代换法:当函数极限中含有无穷大或无穷小的项时,可以使用无穷小代换法进行求解。
即将无穷大或无穷小项替换为相应的无穷小量,对含有无穷大或无穷小的函数进行化简,再进行极限计算。
3. 分子分母除以最高幂次法:当函数极限中含有多项式的幂次较高时,可以尝试使用分子分母除以最高幂次的方法进行化简。
将函数中的每一项均除以该最高幂次,使得函数的分子和分母变为相对较小的多项式,从而更便于求解极限。
4. 辅助函数法:当函数极限较复杂时,可以尝试构造一个辅助函数来辅助求解。
通过适当选择辅助函数,将原函数转化为一个更简单的形式,再求解极限。
5. 夹逼定理:夹逼定理是函数极限求解的重要工具,适用于求解某些特殊的函数极限。
当函数的上下界均存在且极限相等时,可以通过夹逼定理求出函数的极限。
6. 泰勒级数展开法:当函数极限中含有三角函数、指数函数等特殊函数时,可以尝试使用泰勒级数展开法进行求解。
通过将特殊函数展开为无穷级数的形式,可以将原函数转化为一个容易求解的形式,再进行极限计算。
16种求极限的方法在微积分中,求极限是一项重要的技巧和方法,用于研究函数在其中一点或趋于其中一点时的行为。
求极限的方法有很多种,下面将介绍16种常见的求极限方法。
1.代入法:将待求极限中的变量替换成极限点处的值,如果代入后得到一个有界的数或者可数收敛,则该极限存在。
2.四则运算法则:利用加法、减法、乘法和除法的性质进行极限运算。
例如,如果两个函数的极限都存在,则它们的和、差、积以及商(除数非零)的极限均存在。
3.夹逼定理:如果两个函数在其中一点附近夹住一个函数,并且夹住的函数的极限存在,则被夹住的函数的极限也存在,并且等于夹住的函数的极限。
4.极限的唯一性:如果存在一个数L是函数f在其中一点的极限,那么该极限是唯一的。
5.极限的有界性:如果函数f在其中一点的极限存在,则函数f在该点附近必定有界。
反之,如果函数f在其中一点附近有界,那么该点处的极限必定存在。
6.无穷小量和无穷大量:无穷小量是指当自变量趋于其中一点时,函数值趋近于零的量,无穷大量是指当自变量趋于其中一点时,函数值趋近于无穷的量。
利用无穷小量和无穷大量的性质,可以简化极限的求解过程。
7. 根式求极限:使用L'Hopital法则来解决根式的极限问题,即将根式转化为分式,再求导数。
8.多项式求极限:将多项式的极限转化为无穷小量的极限,利用低阶无穷小量和高阶无穷小量的性质进行极限计算。
9.取对数法:将函数取对数后,利用对数的性质进行极限计算。
10.换元法:通过进行合适的变量替换,将待求极限转化为更容易求解的形式。
11.不等式运算法:通过使用不等式的性质,对函数进行合理的估计,从而求解极限。
12.导数法则:利用导数的性质,对函数进行极限计算。
例如,利用导数的定义和求导法则可以方便地求解一些函数的极限。
13.递推法:对于一些递归定义的数列或函数,可以通过递推法求解其极限。
14.泰勒展开法:利用函数对应点附近的泰勒展开式,将函数的极限转化为级数的极限,进而求解极限。
求极限的13种方法求极限的方法有很多种,以下列举了常见的13种方法和技巧,以帮助解决各种极限问题。
1.代入法:将极限中的变量代入表达式中,简化计算。
这通常适用于简单的多项式函数。
2.夹逼定理:当一个函数夹在两个趋向于相同极限的函数之间时,函数的极限也趋向于相同的值。
3.式子分解:通过将复杂的函数分解成更简单的部分,可以更容易地计算极限。
4.求导法则:使用导数的性质和规则来计算函数的极限。
这适用于涉及导数的函数。
5.递归关系:如果一个函数的递归关系式成立,可以使用递归关系来计算函数的极限。
6.级数展开:将函数展开成无穷级数的形式,可以使用级数的性质来计算函数的极限。
7.泰勒级数:对于可微的函数,可以通过使用泰勒级数来近似计算函数的极限。
8. 洛必达法则:如果一个函数的极限形式是$\frac{0}{0}$或$\frac{\infty}{\infty}$,可以使用洛必达法则来计算极限。
该法则涉及对分子分母同时求导的操作。
9.极限存在性证明:通过证明一个函数在一些点上的左极限和右极限存在且相等,可以证明函数在该点上的极限存在。
10.收敛性证明:对于一个序列极限,可以通过证明序列是有界且单调递增或单调递减的来证明其极限存在。
11.极限值的判断:根据函数的性质,可以判断函数在一些点上的极限是多少。
12.替换法:通过将变量替换为一个新的变量,可以使函数更容易计算极限。
13.反证法:通过假设极限不存在或不等于一些特定值,来推导出矛盾的结论,从而证明极限存在或等于一些特定值。
这些方法并非完整的极限求解技巧列表,但是它们是最常见和基本的方法。
在实际问题中,可能需要结合使用多种方法来求解复杂的极限。
求函数极限的方法总结在数学中,求函数极限是一个非常重要的概念,它在微积分、数学分析等领域都有着广泛的应用。
对于很多学生来说,求函数极限可能是一个比较困难的问题,因此,我们有必要总结一下求函数极限的方法,希望能够对大家有所帮助。
首先,我们需要了解函数极限的定义。
对于一个函数 f(x),当 x 趋向于某个数a 时,如果 f(x) 的取值趋向于一个确定的数 L,那么我们就说函数 f(x) 在 x 趋向于a 时的极限为 L,记作 lim┬(x→a)〖f(x)=L〗。
在实际应用中,我们常常需要通过一些方法来求解函数的极限。
一、代数运算法。
代数运算法是求函数极限中最基本的方法之一。
它包括了直接代入法、分式有理化法、有理分式的分解法等。
其中,直接代入法是最简单的一种方法,只需要将x 的值代入函数中,然后计算得到极限值。
分式有理化法则是将分式进行有理化处理,通过分子有理化、分母有理化,简化分式来求解极限。
有理分式的分解法则是将有理分式进行分解,分解成更简单的分式,然后再求解极限。
二、夹逼定理。
夹逼定理也是一个常用的方法,它适用于一些复杂的函数极限求解。
夹逼定理的核心思想是通过构造两个函数,这两个函数的极限值相等,然后利用夹逼原理来求解原函数的极限。
这种方法在一些特殊的函数极限求解中有着重要的应用。
三、洛必达法则。
洛必达法则是求解不定型极限的常用方法。
当我们在求解函数极限时遇到 0/0 或者∞/∞的形式时,可以尝试使用洛必达法则。
洛必达法则的核心思想是将函数转化成一个分数形式,然后求导,通过求导后的函数极限来求解原函数的极限。
四、级数展开法。
级数展开法适用于一些复杂的函数极限求解。
它的核心思想是将函数展开成一个级数形式,然后通过级数的性质来求解函数的极限。
这种方法在一些特殊的函数极限求解中有着重要的应用。
五、泰勒展开法。
泰勒展开法是一种比较高级的方法,适用于一些复杂的函数极限求解。
它的核心思想是将函数在某一点进行泰勒展开,然后通过泰勒展开式来求解函数的极限。
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一、函数极限的定义
定义一:若当x 无限变大时,恒有|f(x)-a|<ε,其中ε是可以任意小的正数,则称当x 趋向无穷大时,函数f (x )趋向于a ,记作+∞→x lim f(x)=a 或f(x )→a(x →+∞)。
定义二:若当x 无限接近0x 时,恒有|f(x)-a|<ε,其中ε是可以任意小的正数,则称当x 趋向0x 时,函数f (x )趋向于a ,记作0
x lim →x f(x)=a 或f(x) →a(x-0x )。
二、函数极限的求法
下面我们以相关的概念、定理及公式为依据,解决常见函数极限的求解方法:
1、直接代入法
适用于分子、分母的极限不同时为零或不同时为∞。
例1:求1
352lim 22+-+→x x x x 分析:由于
2lim
→x (22x +x-5)=22lim →x 2x +2lim →x x-2lim →x 5=2·22+2-5=5, 2lim →x (3x+1)=32lim →x x+2
lim →x 1=3·2+1=7 所以采用直接代入法。
解:原式=)13(lim 5x x 2lim 222
x +-+→→x x )
(=12352222+⋅-+⋅=7
5 2、利用极限的四则运算法则求极限
这是求极限的基本方法,主要应用函数的和、差、积、商的极限法则及若干基本函数的极限结果进行极限的计算,为此有事往往要对函数作一些变形。
定理 若0x lim →x f(x)=A 0x lim →x g (x )=B。
求函数极限的方法与技巧函数极限的计算是数学中常见且重要的问题,对于深入理解函数行为和解决实际问题具有重要意义。
以下是一些计算函数极限的常见方法和技巧:1. 代入法:当函数只有一个变量的时候,可以通过将变量代入函数中来计算极限。
这种方法适用于简单的函数和简单的极限问题。
2. 四则运算法则:对于复杂的函数,可以利用四则运算法则简化极限计算。
四则运算法则包括加法、减法、乘法和除法,通过对函数表达式进行合理的变形和简化,可以得到更简单的极限计算形式。
3. 夹逼定理:夹逼定理也称为挤压定理,是一种计算极限的重要方法。
当一个函数在某个点附近夹在两个已知函数之间时,可以利用这个夹逼关系来求函数的极限。
4. 分数分解法:对于含有分数的函数,可以利用分数分解法将其分解为分子和分母的极限,然后分别计算两个极限。
5. 洛必达法则:洛必达法则是计算极限的一种重要方法。
当求函数的极限遇到不确定型的形式(如0/0或∞/∞)时,可以利用洛必达法则,将函数转化为两个函数的极限比值,然后再进行计算。
6. 泰勒展开法:泰勒展开是一种将函数在某一点附近用多项式逼近的方法。
当函数在某一点处极限求解困难时,可以用泰勒级数展开来近似计算极限。
7. 对数换底法:对数换底法是计算一些特殊形式的极限的一种有效方法。
当函数中含有对数函数,并且指数不同底时,可以通过换底公式将其转化为更简单的形式。
8. 常用极限:熟记一些常用的函数极限是计算极限的一个重要技巧。
常用的函数极限包括指数函数、对数函数、三角函数等的极限,可以通过记忆和推导得到。
计算函数极限的方法和技巧很多,选择合适的方法和技巧对于解决极限问题非常重要。
需要根据具体的函数形式和问题特点选取合适的方法,并在计算中灵活应用各种技巧,从而有效地计算函数的极限。
函数极限的十种求法设 f (x )=xsin 1/x + a,x<0,b+1,x=0,x^2-1,x<0,试求: 当a ,b 为何值时,f (x )在x=0处的极限存在? 当a ,b 为何值时,f (x )在x=0处连续? 注:f (x )=xsin 1/x +a, x< 0 b+1, x=0 X^2-1, x>0 解:f(0)=b+1左极限:lim(x→0-) f(x)=lim(x→0-) (xsin(1/x)+a)=0+a =a 左极限:lim(x→0+) f(x)=lim(x→0+) (x^2-1)=0-1=-1f(x)在x =0处连续,则lim(x→0-) f(x)=lim(x→0+) f(x)=f(0), 所以a =-1=b+1, 所以a =-1,b =-27.利用等价无穷小量代换求极限例 8 求极限30tan sin lim sin x x xx→-. 解 由于()s i n t a ns i n 1c os c o s xx x x x-=-,而 ()sin ~0x x x →,()21cos ~02x x x -→,()33sin ~0x x x →故有23300tan sin 112lim lim sin cos 2x x x x x x x x x →→⋅-=⋅=. 注 在利用等价无穷小量代换求极限时,应注意只有对所求极限式中相乘或相除的因式才能用等价无穷小量替代,而对极限式中的相加或相减部分则不能随意替代,如在例题中,若因有()t a n ~0x x x →,()s i n ~0x x x →,而推出 3300tan sin limlim 0sin sin x x x x x xx x→→--==, 则得到的式错误的结果.附 常见等价无穷小量()sin ~0x x x →,()tan ~0x x x →,()21cos ~02x x x -→,()arcsin ~0x x x →,()arctan ~0x x x →,()1~0x e x x -→, ()()ln 1~0x x x +→,()()11~0x x x αα+-⋅→. 8 利用洛比达法则求极限洛比达法则一般被用来求00型不定式极限及∞∞型不定式极限.用此种方法求极限要求在点0x 的空心领域()00U x 内两者都可导,且作分母的函数的导数不为零.例1 求极限21cos limtan x xxπ→+.解 由于()2l i m 1c o s l i m t a n 0x x x x ππ→→+==,且有()1cos 'sin x x +=-,()22tan '2tan sec 0x x x =≠,由洛比达法则可得21cos lim tan x xxπ→+2s i nl i m 2t a n s e cx x x x π→-=3cos lim 2x x π→⎛⎫=- ⎪⎝⎭12=. 8.利用定义求极限1.()()()000'limx x f x f x f x x x →-=-,2.()()()0000'limh f x h f x f x h→+-=.其中h 是无穷小,可以是()0x x x x ∆∆=-,x ∆的函数或其他表达式.例1 求极限2222x x p p x q q→+-+-()0,0p q >>.分析 此题是0x →时00型未定式,在没有学习导数概念之前,常用的方法是消去分母中的零因子,针对本题的特征,对分母分子同时进行有理化便可求解.但在学习了导数的定义式之后,我们也可直接运用导数的定义式来求解.解 令()f x =()g x =则x → ()()()()000lim00x f x f x g x g x →--=--()()'0'0f g =p q=.9. 利用归结原则求极限归结原则设f 在()00;'U x δ内有定义,()0lim x x f x →存在的充要条件是:对任何含于()00;'U x δ且以0x 为极限的数列{}n x ,极限()lim n n f x →∞都存在且相等.例1求极限211lim 1nn n n →∞⎛⎫++ ⎪⎝⎭.分析 利用复合函数求极限,令()21211x x x u x x ++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()1x v x x+=求解. 解 令()21211x x x u x x ++⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()1x v x x+=则有 ()lim n u x e →+∞=;()lim 1n v x →+∞=,由幂指函数求极限公式得()()211lim 1lim xv x x x u x e x x →+∞→+∞⎛⎫++== ⎪⎝⎭, 故由归结原则得221111lim 1lim 1n xn x e n n x x →∞→+∞⎛⎫⎛⎫++=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 注 1 归结原则的意义在于把函数归结为数列极限问题来处理,对于0x x +→,0x x -→,x →+∞和x →-∞这四种类型的单侧极限,相应的归结原则可表示为更强的形式.注 2 若可找到一个以0x 为极限的数列{}n x ,使()lim n n f x →∞不存在,或找到两个都以0x 为极限的数列{}'n x 与{}''n x ,使()'lim n n f x →∞与()"lim n n f x →∞都存在而不相等,则()0lim x x f x →不存在10.利用泰勒公式求极限在此种求极限的方法中,用得较多的是泰勒公式在00x =时的特殊形式,即麦 克劳林公式.也可称为带有佩亚诺余项的麦克劳林公式()()()()()()()2"000'02!!n nn f f f x f f x x x x n ο=+++⋯⋯++.例1 求极限2240cos limx x x e x -→-.解 由于极限式的分母为4x ,我们用麦克劳林公式表示极限的分子,取4n =:()245cos 1224x x x x ο=-++,()22452128x x x ex ο-=-++,()2452cos 12x x x ex ο--=-+.因而求得()24524400cos 112limlim 12x x x x x x ex x ο-→→-+-==-.利用此种方法求极限时,必须先求函数的麦克劳林公式,选取恰当的n . 2.10用导数的定义求极限常用的导数定义式,设函数()y f x =在点0x 处可导,则下列式子成立: 1.()()()00'limx x f x f x f x x x →-=-,2.()()()0000'limh f x h f x f x h→+-=.其中h 是无穷小,可以是()0x x x x ∆∆=-,x ∆的函数或其他表达式.例1证明()()211lim 212x x x x →-=--.分析 当1x ≠时,10x -≠,故()()211122x x x x x-+=---,于是有 ()()23111332212222x x x x x x x x x --+--=-==-----, 取112δ=,当101x δ<-<时1322x <<,故有122x ->,从而有()()21212x x x ----61x <-,取26εδ=即可.证明 对于0ε∀>,取1m i n ,26εδ⎧⎫=⎨⎬⎩⎭,于是当01x δ<-<时,有 ()()2126112x x x x ε--<-<--,由定义知()()211lim 212x x x x →-=--成立.注 函数()f x 在点0x 处是否有极限,与函数()f x 在点0x 处是否有定义无关.。
一、求函数极限的方法 1、运用极限的定义 例: 用极限定义证明:1223lim 22=-+-→x x x x 证: 由244122322-+-=--+-x x x x x x()2222-=--=x x x0>∀ε取εδ= 则当δ<-<20x 时,就有ε<--+-12232x x x由函数极限δε-定义有:1223lim 22=-+-→x x x x 2、利用极限的四则运算性质若A x f x x =→)(lim 0B x g x x =→)(lim 0(I)[]=±→)()(lim 0x g x f x x )(lim 0x f x x →±B A x g x x ±=→)(lim 0(II)[]B A x g x f x g x f x x x x x x ⋅=⋅=⋅→→→)(lim )(lim )()(lim 0(III)若 B ≠0 则:BAx g x f x g x f x x x x x x ==→→→)(lim )(lim )()(lim 000(IV )cA x f c x f c x x x x =⋅=⋅→→)(lim )(lim 0(c 为常数)上述性质对于时也同样成立-∞→+∞→∞→x x x ,,例:求 453lim 22+++→x x x x解: 453lim 22+++→x x x x =254252322=++⋅+3、约去零因式(此法适用于型时0,0x x →例: 求解:原式=()())12102(65)2062(103lim2232232+++++--+---→x x x x xx x x x x x=)65)(2()103)(2(lim 222+++--+-→x x x x x x x=)65()103(lim 222++---→x x x x x =)3)(2()2)(5(lim 2+++--→x x x x x=2lim-→x 735-=+-x x4、通分法(适用于∞-∞型) 例: 求 )2144(lim 22xx x ---→解: 原式=)2()2()2(4lim2x x x x -⋅++-→=)2)(2()2(lim2x x x x -+-→=4121lim2=+→x x5、利用无穷小量性质法(特别是利用无穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质) 设函数f(x)、g(x) 满足: (I )0)(lim 0=→x f x x(II)M x g ≤)( (M 为正整数)则:0)()(lim 0=→x f x g x x例: 求 xx x 1sinlim⋅→ 解: 由 0lim=→x x 而 11sin≤x故 原式 =01sinlim=⋅→xx x6、利用无穷小量与无穷大量的关系。
函数极限的十种求法函数极限是高等数学中的一个重要概念,在数学分析、微积分、实变函数、复变函数等领域均有应用。
函数极限的求法有很多种,以下将介绍其中的十种方法。
一、代数方法利用现有函数的代数性质,根据极限的定义求解。
例如,对于函数 f(x)=2x+1-x,当 x 趋近于 1 时,有:lim f(x) = lim (2x+1-x) = lim x+1 = 2x→1 x→1 x→1 x→1二、夹逼定理夹逼定理也称为夹逼准则或夹逼定律。
当f(x)≤g(x)≤h(x),且lim f(x)=lim h(x)=l 时,有 lim g(x)=l。
例如,对于函数 f(x)=sin(x)/x 和 g(x)=1,当 x 趋近于 0 时,有:-1 ≤sin(x)/x ≤ 1lim -1 ≤ lim sin(x)/x ≤ lim 1x→0 x→0 x→0 x→0lim sin(x)/x = 1三、单调有界准则单调有界准则也称收敛定理。
当一个数列同时满足单调有界性质,即数列单调递增或单调递减且有上(下)界时,该数列必定收敛。
对于函数而言,只需要证明其单调有界的性质,即可用该准则求出其极限值。
例如,对于函数 f(x)=sin(x)/x,当 x 趋近于 0 时,此时 f(x) 没有极限值,但是根据单调有界准则,可以求得其极限是 1。
四、洛必达法则洛必达法则是一种有效的求函数极限值的方法,通常用在0/0形式的极限中。
对于连续可导的函数 f(x) 和 g(x),若 lim f(x)/g(x)存在,则有:lim f(x) lim f'(x)lim ——— = lim ———x→a g(x) x→a g'(x)其中“lim” 表示极限符号,f'(x) 表示 f(x) 的导数,g'(x) 表示 g(x) 的导数。
如果上式右边的极限存在,那么左边的极限也存在,并且二者相等。
例如,对于函数 f(x)=x^2+2x 和 g(x)=x+1,当 x 趋近于 1 时,有:lim (x^2+2x) lim (2x+2)lim ———— = lim ———— = 4x→1 x+1 x+1五、泰勒公式泰勒公式是求解函数在某点处的极限值的有效方法之一。
求极限方法基本公式
求极限的方法有很多,基本公式包括但不限于以下几种:
1. 极限的运算法则:lim(uv) = limu limv,lim(u/v) = limu / limv,
lim(u^n) = [limu]^n (n为正整数)。
2. 幂函数的极限:limx^n = x^n / n! (x不为0),当n为偶数时,x可以为0。
3. 指数函数的极限:lime^(x) = e^x,limln(x) = ln(x)。
4. 分段函数或分式函数的极限:如果函数在某点的极限存在,那么该函数在该点的值等于该点的极限。
5. 无穷小量乘以有界量等于无穷小量:limu v = 0,其中u是无穷小量,v 是有界量。
6. 无穷大量与常数的乘积等于无穷大量:limu C = u,其中C是常数,u 是无穷大量。
7. 无穷小量的阶:limx^n = 0 (n>0),limx^n = 1 (n=0),limx^n = ∞ (n<0)。
8. 幂级数的收敛性:对于形如1/(1-x)、1/(1+x)、(1-x)^(-1)等幂级数,在x<1的范围内收敛。
9. 导数与极限的关系:如果f'(x0)存在,那么limf'(x0) = f'(x0)。
10. 洛必达法则:当一个极限的分子和分母都趋向于0或无穷大时,可以应用洛必达法则求极限。
以上是求极限的基本公式,希望对解决您的问题有所帮助。
求函数极限的几种方法求函数极限是微积分中的重要概念,它在数学和物理等领域具有广泛的应用。
在求解函数极限时,我们可以采用多种方法,下面将介绍其中的几种常用方法。
一、代入法代入法是最简单直接的求函数极限方法之一。
当函数在某一点的极限存在时,我们可以直接将该点的函数值代入极限公式中,求得极限值。
例如,要求函数f(x) = 2x + 1当x趋于3时的极限,我们可以直接将x = 3代入函数中,得到f(3) = 2(3) + 1 = 7。
二、夹逼定理夹逼定理是求解函数极限中常用的一种方法。
当我们无法直接通过代入法求得函数极限时,可以通过夹逼定理来确定极限的值。
夹逼定理的核心思想是找到两个函数,一个上界函数和一个下界函数,它们的极限值相等,且夹在要求极限的函数之间。
通过夹逼定理,我们可以得到要求的函数的极限值。
三、无穷小量法无穷小量法是一种常用的求解函数极限的方法。
在这种方法中,我们通过将函数转化为无穷小量的形式来求解极限。
无穷小量是指当自变量趋于某一值时,函数趋于零的量。
利用无穷小量法,我们可以将要求的函数表示为一个无穷小量与一个有限量相乘,然后求这个有限量的极限。
四、洛必达法则洛必达法则是一种经典的求解函数极限的方法。
它利用了两个函数的导数的极限与原函数的极限之间的关系。
当我们求解某一函数的极限时,如果使用代入法或其他方法无法得到确定的结果,可以尝试使用洛必达法则。
洛必达法则的核心思想是,如果一个函数在某一点的极限存在,且该点的函数值和导数的极限值同时存在,那么函数的极限值等于导数的极限值。
五、级数展开法级数展开法是一种常用的求解函数极限的方法。
在级数展开法中,我们将要求的函数展开成一个级数,并利用级数的性质来求解极限。
通过级数展开法,我们可以将复杂的函数化简成一个级数,并根据级数的性质求得函数的极限值。
求解函数极限的方法有很多种,我们可以根据具体情况选择合适的方法。
代入法适用于简单的函数,夹逼定理适用于无法直接求解的函数,无穷小量法适用于将函数转化为无穷小量形式的函数,洛必达法则适用于利用导数与函数极限之间的关系求解极限,级数展开法适用于将复杂函数化简为级数形式的函数。
16种求极限的方法 <网上找的仅供参考>首先说下我的感觉,假如高等数学是棵树木得话,那么极限就是他的根,函数就是他的皮。
树没有跟,活不下去,没有皮,只能枯萎,可见这一章的重要性。
为什么第一章如此重要?各个章节本质上都是极限,是以函数的形式表现出来的,所以也具有函数的性质。
函数的性质表现在各个方面首先对极限的总结如下极限的保号性很重要就是说在一定区间内函数的正负与极限一致1 极限分为一般极限,还有个数列极限,(区别在于数列极限时发散的,是一般极限的一种)2解决极限的方法如下:(我能列出来的全部列出来了!!!!!你还能有补充么???)1 等价无穷小的转化,(只能在乘除时候使用,但是不是说一定在加减时候不能用但是前提是必须证明拆分后极限依然存在) e的X次方-1 或者(1+x)的a次方-1等价于Ax 等等。
全部熟记(x趋近无穷的时候还原成无穷小)2落笔他法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法)首先他的使用有严格的使用前提!!!!!!必须是 X趋近而不是N趋近!!!!!!!(所以面对数列极限时候先要转化成求x 趋近情况下的极限,当然n趋近是x趋近的一种情况而已,是必要条件(还有一点数列极限的n当然是趋近于正无穷的不可能是负无穷!)必须是函数的导数要存在!!!!!!!!(假如告诉你g(x), 没告诉你是否可导,直接用无疑于找死!!)必须是 0比0 无穷大比无穷大!!!!!!!!!当然还要注意分母不能为0落笔他法则分为3中情况1 0比0 无穷比无穷时候直接用2 0乘以无穷无穷减去无穷(应为无穷大于无穷小成倒数的关系)所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。
通项之后这样就能变成1中的形式了3 0的0次方 1的无穷次方无穷的0次方对于(指数幂数)方程方法主要是取指数还取对数的方法,这样就能把幂上的函数移下来了,就是写成0与无穷的形式了,(这就是为什么只有3种形式的原因, LNx两端都趋近于无穷时候他的幂移下来趋近于0 当他的幂移下来趋近于无穷的时候 LNX趋近于0)3泰勒公式 (含有e的x次方的时候,尤其是含有正余旋的加减的时候要特变注意!!!!)E的x展开 sina 展开 cos 展开 ln1+x展开对题目简化有很好帮助4面对无穷大比上无穷大形式的解决办法取大头原则最大项除分子分母!!!!!!!!!!!看上去复杂处理很简单!!!!!!!!!!5无穷小于有界函数的处理办法面对复杂函数时候,尤其是正余旋的复杂函数与其他函数相乘的时候,一定要注意这个方法。
一、求函数极限的方法 1、运用极限的定义 例: 用极限定义证明:1223lim 22=-+-→x x x x 证: 由244122322-+-=--+-x x x x x x()2222-=--=x x x0>∀ε取εδ= 则当δ<-<20x 时,就有ε<--+-12232x x x由函数极限δε-定义有:1223lim 22=-+-→x x x x 2、利用极限的四则运算性质若A x f x x =→)(lim 0B x g x x =→)(lim 0(I)[]=±→)()(lim 0x g x f x x )(lim 0x f x x →±B A x g x x ±=→)(lim 0(II)[]B A x g x f x g x f x x x x x x ⋅=⋅=⋅→→→)(lim )(lim )()(lim 0(III)若 B ≠0 则:BAx g x f x g x f x x x x x x ==→→→)(lim )(lim )()(lim 000(IV )cA x f c x f c x x x x =⋅=⋅→→)(lim )(lim 0(c 为常数)上述性质对于时也同样成立-∞→+∞→∞→x x x ,,例:求 453lim 22+++→x x x x解: 453lim 22+++→x x x x =254252322=++⋅+3、约去零因式(此法适用于型时0,0x x →例: 求121672016lim 23232+++----→x x x x x x x解:原式=()())12102(65)2062(103lim2232232+++++--+---→x x x x xx x x x x x=)65)(2()103)(2(lim 222+++--+-→x x x x x x x=)65()103(lim 222++---→x x x x x =)3)(2()2)(5(lim 2+++--→x x x x x=2lim-→x 735-=+-x x4、通分法(适用于∞-∞型) 例: 求 )2144(lim 22xx x ---→解: 原式=)2()2()2(4lim2x x x x -⋅++-→=)2)(2()2(lim2x x x x -+-→=4121lim2=+→x x5、利用无穷小量性质法(特别是利用无穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质) 设函数f(x)、g(x) 满足:(I )0)(lim 0=→x f x x(II)M x g ≤)( (M 为正整数)则:0)()(lim 0=→x f x g x x例: 求 xx x 1sinlim⋅→ 解: 由 0lim=→x x 而 11sin≤x故 原式 =01sinlim=⋅→xx x6、利用无穷小量与无穷大量的关系。
函数极限的几种常用求法作者:杨丹李本雄张敏
来源:《科教导刊·电子版》2019年第26期
摘要函数极限是微积分知识的基础,是微积分学中各种计算方法和概念得以应用与建立的前提,其应用也十分广泛。
但函数极限种类繁多,在实际解题中容易出错。
因此,本文详细的阐述了函数极限的几种常用方法,而且把每一种方法的特点及注意事项作了详细重点说明,并以实例加以解释。
关键词函数极限求解方法
中图分类号:G712 文献标识码:A
函数极限理论是微积分的重点,同时函数极限也为微积分的发展奠定基础,这部分内容的掌握直接影响到后面导数和积分的学习。
下面对求函数极限的几种常用方法进行总结,并分别辅以例子加以解释,使学生能够更灵活的运用这些方法来求极限。
1四则运算法则法
定理:设则
(1);
(2);
特殊地,设为常数,则。
(3)
推广:
(1)有限个函数之代数和的极限等于各个函数的极限之代数和;
(2)设,则。
(3)设为常数,则。
利用函数的四则运算法则对有理函数及有理分式函数求极限。
这是极限运算中,算常见的方法,不过要着重强调运算法则中的充分非必要条件(分母不为零),所以,在运用这种方式解题时,要对每个已知条件进行验证。
例1:求极限。
解:
2两个重要极限公式法
两个重要极限是和。
利用两个重要极限公式来求函数的极限时,要对函数形式仔细观察,只有形式符合或经过变形后符合这两个重要极限的形式才能运用此公式法来求极限,如、、。
一般常用的方法是换元法和配指数法。
例2:求极限。
分析:是型的未定式且式中含有正弦函数,但分母和分子中方框没代表同一量,须变为相同。
解:。
例3:求极限。
分析:不能直接利用重要极限,先要化简。
将其底变为“1+无穷小”,(中间必须是“+”),而指数为无穷小的倒数。
解:。
3运用无穷小量求极限
无穷小量在求解函数极限中主要有三种应用:一是利用无穷小的定义、二是利用“有界无穷小”性质、三是使用等价无穷小代换法求极限。
例4:求极限。
解:将分子分母分别提取,从而有
例5:求极限
解:当时,是有界变量(因为),且为当时的无穷小量,根据有界变量与无穷小的乘积仍是无穷小的性质得。
例6:求极限
解:当时,,所以
.
4运用洛必达法则求极限
在函数极限问题的求解中,洛必达法则多用来求未定式极限,要求在点的空心邻域内两者都可导,且作分母的函数的导数不为零。
在求函数极限时,对于型或型未定式,以及像型、型、型、型型等利用取倒数,通分或取对数的方法转化为或型未定式。
这时,如函数极限的四则运算法则不适用,但极限仍可能存在,求这类未定式极限的有效方法就是洛必达法则。
但并不是所有的或型未定式都能利用洛必达法则求极限,若无法断定的极限状态或能断定它振荡而无极限,则洛必达法则失效,这是函数极限存在的充分条件,值得注意的是洛必达法则可循环使用。
例7:求极限。
解:这是型未定式,运用洛必达法则。
利用洛必达法则求极限,由于分类明确,规律性强,且可连续进行运算,可以简化一些较复杂的函数求极限的过程,但运用时需注意条件。
5利用夹逼定理计算函数极限
利用夹逼定理计算函数极限,基本定理为:若对于的某去心邻域内的一切,都有,且,则。
若函数极限不容易通过直接的计算方式获取,我们可以考虑适当的将极限的变量放大或缩小,要求放大或缩小后的极限容易求出,此时常将其放大到最大项的整数倍,缩小到最小项的整数倍,但是要保证放大或缩小之后,所獲取的极限值与原有极限值相同,即两者是等价无穷小,这样便可以有效的实现等价计算。
本文总结了求函数极限的几种常用方法。
如能熟练掌握本文总结的几种方法,已经能够对函数极限的求解问题有一个较全面和深刻的认识,也能够解决一大部分函数极限求解问题。
参考文献
[1] 刘金舜,羿旭明.高等数学教程[M].科学出版社,2013.。