求函数极限的方法

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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:

12

23lim 22=-+-→x x x x 证: 由

2

4

4122322-+-=

--+-x x x x x x

()2

2

22

-=--=

x x x

0>∀ε 取εδ= 则当δ

<-<20x 时,就有

ε<--+-12

2

32x x x

由函数极限δε

-定义有:

12

23lim 22=-+-→x x x x 2、利用极限的四则运算性质

A x f x x =→)(lim 0

B x g x x =→)(lim 0

(I)[]=±→)()(lim 0

x g x f x x )(lim

x 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:

B

A

x g x f x g x f x x x x x x ==→→→)(lim )

(lim )()(lim 0

00

(IV )cA x f c x f c x x x x =⋅=⋅→→)(lim )(lim

(c 为常数)

上述性质对于时也同样成立

-∞→+∞→∞→x x x ,,

例:求 4

5

3lim 22+++→x x x x

解: 4

53lim 22+++→x x x x =

25

4252322=++⋅+

3、约去零因式(此法适用于型时0

,0x x

→)

例: 求12

16720

16lim 23232+++----→x x x x x x x

解:原式=()

()

)

12102(65)

2062(103lim

2

23223

2

+++++--+---→x x x x x

x 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 =2

lim

-→x 73

5

-=+-x x

4、通分法(适用于∞-∞型) 例: 求 )21

44(

lim 2

2

x x

x ---→

解: 原式=)

2()2()

2(4lim

2x x x x -⋅++-→

=)

2)(2()

2(lim

2x x x x -+-→

=4

1

21lim

2=+→x x

5、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 x

x x 1sin

lim

⋅→ 解: 由 0lim

=→x x 而 11

sin

≤x

故 原式 =01

sin

lim

=⋅→x

x x

6、利用无穷小量与无穷大量的关系。

(I )若:∞=)(lim x f 则 0)

(1

lim

=x f (II) 若: 0)(lim =x f 且 f(x)≠0 则 ∞=)

(1

lim

x f 例: 求下列极限 ① 51lim

+∞→x x ②1

1lim 1-→x x

解: 由 ∞=+∞

→)5(lim x x 故 051

lim

=+∞→x x

由 0)1(lim 1

=-→x x 故 11

lim 1-→x x =∞

7、等价无穷小代换法 设''

,,,ββα

α 都是同一极限过程中的无穷小量,且有: '

'

~,~β

βαα

'

'lim β

α 存在,

则 β

α

lim

也存在,且有βα

lim

= '

'

lim

βα

例:求极限2

2

2

0sin cos 1lim x x x x -→

解: ,~sin 2

2

x x 2

)(~

cos 12

22

x x -

∴ 2

2

2

0sin cos 1lim x x x x -→=

212)(2

22

2=x x x

注: 在利用等价无穷小做代换时,一般只在以乘积形式出现时可以互换,若以和、差出现时,不要轻易代换,因为此时经过代换后,往往改变了它的无穷小量之比的“阶数”

8、利用两个重要的极限。

1sin lim

)(0=→x x A x e x

B x x =+∞→)1

1(lim )(

但我们经常使用的是它们的变形:

)

)((,))(1

1lim()()0)((,1)

()

(sin lim

)()(''∞→=+→=x e x B x x x A x ϕϕϕϕϕϕ

例:求下列函数极限

x

a x x 1lim )1(0-→、 bx ax

x cos ln cos ln lim

)2(0→、 )

1ln(ln 1 ln )1ln( ,11 u a u x a a u x u a x x

+=

-+==-于是则)令解:(

a u a

u u a u a u x

a u x u

u u u x x ln )1ln(ln lim )1ln(ln lim )1ln(ln lim 1lim 0

10000=+=+=+=-→→→→→→故有:时,又当

)]

1(cos 1ln[)]

1(cos 1ln[(lim

)2(0-+-+=→bx ax x 、原式