高等数学中常见的一元函数极限求法探讨
- 格式:doc
- 大小:1.59 MB
- 文档页数:19
一元函数极限的求法摘要:本文用举例的方法来介绍函数极限的定义,函数极限的求解方法. 关键词:函数极限的定义;求解方法The soulution of function extremityAbstract:This article introduced some application of the definition of the function extremity ,the soulution of function extremity . Key Words:the definition of function extremity ;soulution前言极限是数学分析中最重要的概念之一,微分,积分等概念的引入,都与极限的概念密切相关.而这些概念引进后,利用这些知识又充实了求极限的方法。
本文主要通过一些具体例子来讨论函数极限的求解方法.1.一元函数极限的定义1.1 x 趋于∞时的函数极限设函数f 为定义在[,)a +∞上的函数,A 为定数.若对任给的0ε>,存在正数()M a ≥,使得当x M >时有()f x A ε-<,则称函数f 当x 趋于+∞时以A 为极限,记为()lim x f x A →+∞=或()()f x A x →→+∞.1.2 x 趋于0x 时函数的极限设函数f 在点0x 的某个空心邻域()0'0;U x δ内有定义,A 为定数,若对任给的0ε>,存在正数()'δδ<,使得当00x x δ<-<时有()f x A ε-<,则称函数f 当x 趋于0x 时以A 为极限,记作()0lim x x f x A →=或()()0f x A x x →→.2.一元函数极限的求法总结2.1 利用定义及极限的四则运算法则求极限利用该法求极限,方法简单也易于掌握.但多数情况下是不能直接用,应掌握一些变形技巧.例1 求()lim 1n n q q →∞<.解 对0ε∀>,取正整数lg lg N qε⎡⎤>⎢⎥⎣⎦,则当n N >时,有lg lg n q ε>,即lg lg n q ε<,从而nq ε<,故0n q ε-<,由定义,则有()lim 01n n q q →∞=<.例2 求22323lim 1n n n n →∞+++.解 222222232333lim lim 323300lim lim 31111011lim x x n n x n n n n n n n nn →∞→∞→∞→∞→∞++++++++====++++. 2.2 利用代入法求极限若所给的函数是初等函数,且在0x 有定义,由连续性知,()()00lim x x f x f x →=,求得的函数即为其极限值.例3求1lim arc x →解 因为01x =是初等函数()f x =定义区间内的一点,所以()1lim 1arccos 26x f π→===. 例4求sin 2x a a →⋅ ⎪⎝⎭.解 因为0x a =是函数()sin 2f x a =⋅ ⎪⎝⎭定义区间内的一点,所以4sin sin 22x a a a π→==⋅⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.2.3 利用两个重要的极限求极限两个重要的极限为0sin lim1x x x →=(或0lim 1sin x xx→=)和()10lim 1x x x e →+=(或1lim 1xx e x →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭),使用它们求极限时,最重要的是对所给的函数做适当的变形,使之具有相应的形式.例5 求201cos limx xx→-. 解 2200sin 1cos 112limlim 222x x x x x x →→⎛⎫ ⎪-== ⎪ ⎪⎝⎭. 例6 求()10lim 12xx x →+.解 ()()()1112220lim 12lim 1212xx x x x x x x e →→⎡⎤+=+⋅+=⎢⎥⎣⎦. 2.4 利用等价无穷小求极限常见的等价无穷小量()0x →时: sin ~x x ,tan ~x x ,arcsin ~x x ,211cos ~2x x -. 例7 求极限0arctan limsin 4x xx→.解 由于()()arctan ~0,sin 4~40x x x x x x →→, 则00arctan 1limlim sin 444x x x x x x →→==.例8 求极限30tan sin lim sin x x xx→-. 解 由于()sin tan sin 1cos cos xx x x x-=-,而()()()233sin ~0,1cos ~0,sin ~02x x x x x x x x x →-→→,则23300tan sin 112lim lim sin cos 2x x x x x x x x x →→⋅-=⋅=. 2.5 利用洛必达法则求极限运用洛必达法则求极限的注意地方:①仅对“00”与“∞∞”型未定式适用,其它未定式“0⋅∞”、“∞⋅∞”、“00”、“0∞”、“1∞”都可化为“00”与“∞∞”型,前两种采用恒等变形的方法;后三种采取先化为指数形式或用取对数的形式化为“00”与“∞∞”型.②应对分子分母分别求导,不能对整个分式求导.③若()()''lim f x g x 不存在,不能由些断言()()lim f x g x 也不存在,只能说明洛必达法则此时失效,应采用其它方法.例9 求()0sin lim0sin x axb bx →≠.解 ()00sin cos lim 0lim sin cos x x ax a ax ab bx b bx b→→≠==. 例10 求()ln lim 0n x xn x→+∞>.解 ()11ln 1lim 0lim lim 0n n n x x x x x n x nx nx -→+∞→+∞→+∞>===.例11 求()0lim ln 0nx x x n +→>. 解 这是未定式0⋅∞,因为ln ln 1n nxx x x =, 当0x +→时,上式右端是未定式∞∞,应用洛必达法则,得100001ln lim ln lim lim lim 0n n n n x x x x x x x x x x nx n ++++---→→→→⎛⎫-==== ⎪-⎝⎭. 2.6 利用泰勒展开式求极限定理 若函数()f x 在点0x x =附近具有直到n 阶的导数,并且()()n f x 在0x x =处还是连续的,则有()()()()()()()()()()200'000000"2!!n n n f x f x f x f x f x x x x x x x x x n ο⎡⎤=+-+-++-+-⎣⎦特别当00x =时,()()()()()()()()'2"000002!!n n n f f f x f f x x x x x n ο=+++++→.例12 求2240cos lim x x x e x -→-.解 因为()222222211022!22x x x x ex ο-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪=+-+-+→ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()()245cos 102!4!x x x x x ο=-++→,于是()2424400cos 11limlim 1212x x x x x ex x ο-→→⎛⎫- ⎪=-+=- ⎪⎝⎭.例13 21lim ln 1x x x x →+∞⎡⎤⎛⎫-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦.解 因为当x →∞时,10x→, 所以()2211111ln 12x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=-+→+∞ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,从而()()211ln 112x x x x ο⎛⎫+=-+→+∞ ⎪⎝⎭,于是()2111lim ln 1lim 122x x x x x ο→+∞→+∞⎡⎤⎛⎫⎡⎤-+=+= ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦.2.7 利用定积分的概念求极限设函数()f x 在有限区间[],a b 上连续,把区间n 等分,作和式1nk b a b a f a k n n =--⎛⎫+⋅ ⎪⎝⎭∑取n →∞,则定积分定义有()1lim nb a n k b a b a f a k f x dx n n →∞=--⎛⎫+⋅= ⎪⎝⎭∑⎰.例14求极限x n++.解13122lim323x xn nn nx→∞⎫++====⎪⎪⎭⎰.2.8 利用两边夹法则求极限定理若lim limX Y A==,而X Z Y≤≤,则极限lim Z A=.使用此法则求极限lim Z的关键是设法寻找变量X和Y,使满足X Z Y≤≤,且lim limX Y A==.例15 求极限22212lim12xnn n n n n n n→∞⎛⎫+++⎪++++++⎝⎭.解因为22222121212121n n n n n n n n n n n n n n n++++++<+++<++++++++++, 而()()22112112lim lim lim2222x x xn nn nn n n n n n→∞→∞→∞+++++===++++,()()()222111212lim lim lim11221x x xn nn nnn n n n n n→∞→∞→∞+++++===++++++,由两边夹法则得,222121lim122xnn n n n n n n→∞⎛⎫+++=⎪++++++⎝⎭.参考文献:[1]华东师范大学数学系.数学分析[M].:高等教育出版社,2001.[2]滕桂兰.高等数学(上册)[M].天津:天津大学出版社,2000.[3]同济大学数学教研室.高等数学(第五版)[M].:高等教育出版社,2002.[4]邹应.数学分析习题及解答[M].武汉大学出版社.2001,168—169,176—177.[5]裴东林.数极值的初等和高等解法比较[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2004,7.[6]毛纲源.高等数学解数学解题方法技巧与归纳(上册)[M].华中科技大学出版社,2001.[7]钱吉林,刘定酉.高等代数题解精粹[M].:中央民族大学出版社,2005.。
一元函数极限的求法一元函数的极限就是在函数定义域内某一点处接近这个点时,函数取值的趋势。
在数学分析中,极限是一个十分重要的概念,它用于定义连续性、收敛与发散、导数和积分等重要概念。
对于一元函数的极限的求法,我们可以通过直接代入法、极限的四则运算法则、夹挤定理以及极限的极限转换法等多种方法进行求解。
1. 直接代入法直接代入法是最基础的求解一元函数极限的方法,即将自变量的值逐渐逼近极点,观察函数在这个点附近的取值趋势,将自变量的取值代入函数中,求函数在该点的取值。
例如:求函数$f(x)=\dfrac{x-1}{x+3}$在$x=2$处的极限。
解:将$x=2$代入得$f(2)=\dfrac{1}{5}$,因此,$x=2$时$f(x)$的极限为$\dfrac{1}{5}$。
2. 极限的四则运算法则此法则是求解一元函数极限中的基本规则。
对于两个已知极限的函数进行加减、乘除运算时,可以直接套用极限的四则运算法则。
例如:求函数$f(x)=\dfrac{sinx}{x}$在$x=0$处的极限。
解:$lim_{x \to 0}\dfrac{sinx}{x}=lim_{x \to0}\dfrac{sinx}{x}\cdot\dfrac{1}{cosx}=lim_{x \to 0}\dfrac{sinx}{x}\cdot lim_{x \to 0}\dfrac{1}{cosx}=1$,因此,$x=0$时$f(x)$的极限为$1$。
3. 夹挤定理当我们需要求一个函数在某一点处的极限值时,有时我们并不知道函数在该点处是否存在极限,因此我们引入夹挤定理,即用两个已知的存在极限的函数挤压住需要求的函数,从而求出该函数的极限值。
例如:求函数$f(x)=x^2sin\dfrac{1}{x}$在$x=0$处的极限。
解:$\lim_{x \to 0}(-x^2) \leq \lim_{x \to 0} x^2sin\dfrac{1}{x} \leq \lim_{x \to 0} x^2$。
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一个重要概念,常常用于研究各种复杂的数学问题。
在求解函数极限的过程中,有一些常用的技巧,可以使计算更加简洁、高效。
下面简要介绍一些常用的函数极限求法技巧。
一、分子分母同除分子分母同除是一种常用的技巧,可以化简分式,便于计算。
具体操作如下:假设要求的函数极限为:lim f(x) / g(x)当分子和分母都含有相同的项时,可以将它们同除以这个公共项,得到新的分式。
例如:将分子和分母都除以 (x+1) ,得到:这样就将原问题化简成了一个更简单的问题。
二、恒等式变形在计算函数极限时,可以通过运用一些基本恒等式进行变形,以使计算更加简单。
例如:1、三角函数的基本恒等式:sin^2 x + cos^2 x = 1这些恒等式可以用于化简三角函数的表达式,使计算更加简便。
2、指数运算的恒等式:a^x / a^y = a^(x-y)三、用等价无穷小代替函数极限中经常会涉及到等价无穷小的概念。
如果 lim f(x) = 0,lim g(x) = 0,且lim f(x) / g(x) = 1,那么就可以将 f(x) 用 g(x) 的等价无穷小代替,求解新的函数极限。
例如:可以用等价无穷小代替 sin x,得到:lim 1 / x = 0四、洛必达法则洛必达法则是一种用于求解 0/0 或∞/∞ 型无穷小的极限的方法,也是求导数时的基本工具。
该法则的核心思想是将原问题转化成一个求导数的问题,并通过对导数的求解来解决原问题。
具体操作如下:且在极限点 x0 处,f(x0) = 0,g(x0) = 0。
1、求出 f'(x0) 和 g'(x0),如果两者都存在且g'(x0) ≠ 0,则原极限等于 f'(x0) / g'(x0)。
f(x) = f(x0) + f'(x0)(x-x0) + o(x-x0)其中 o(x-x0) 表示 x -> x0 时比 (x-x0) 高阶的无穷小量。
一元函数极限的求法可以利用洛必达法则求极限运用洛必达法则应注意以下几点首先要注意条件,也即是说,在没有化为时不可求导。
应用洛必达法则,要分别求分子分母的导数,而不是求整个分式的导数。
要及时化简极限符号后面的分式,在化简以后检查是否仍是未定式,若遇到不是未定式,应立即停止使用洛必达法则,否则会引起错误。
当不存在时,本法则失效,但并不是说极限不存在,此时求极限须用另外方法。
拓展:函数极限则有趋于无穷的定义:设f为定义在[a,+∞)上的函数,A为定数.若对任给的ε>0,存在正数M(≥a),使得当x>M时,有|f(x)-A|<ε,则称函数f当x 趋于+∞时以A为极限,记作:lim(x->+∞)f(x)=A. 对应的有趋于负无穷和趋于无穷的定义。
一元函数求极限的方法有:等价无穷小代换; 洛必达法则; 无穷小和有界函数的乘积仍为无穷小; 连续函数的极限值等于其函数值。
极限的定义:在数与数集之间,如果存在一个数使得这个数的所有有限次幂都小于或等于它自身,则称这个数为该数集的极限。
扩展资料:一元函数的定义域1. 一元函数是指只有自变量的连续变化过程而没有因变量变化的连续变化过程的集合。
例如直线上的点p1、p2、...、pn称为点1至点n关于直线l的一个端点组成的集合体——线段l1,l2,...,lm称为线段1的长度段L1,L2。
2. 点1至点n之间的长度关系是线段长度关系的特殊情况之一,因此我们说线段的长度关系中包含了点1至点和N的距离之间的关系——也就是包含了点1-N 的距离的关系。
3. 在平面直角坐标系中画一条水平线M1(m),将水平线上的所有点在M1(m)上标出后连成一条射线S1。
设S1=s0,S2=s1,S3=s2......Sn=s3,则M1(m)叫做点到线的距离单位A1。
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课程中的重要内容,它是研究函数在某一点邻域内的变化趋势的数学工具。
函数极限的求法技巧在课程中占据着重要的地位,能够帮助学生更好地理解和掌握函数极限的求解方法。
下面我们将从极限的定义、性质和一些常见的求法技巧进行解析,希望能够帮助学生更好地理解这一部分内容。
一、极限的定义和性质1. 极限的定义对于函数f(x),当x无限接近于某一点a时,如果函数f(x)的取值无限接近于某个确定的值A,那么我们说函数f(x)在点a处的极限为A,记作lim(x->a)f(x)=A。
这个定义中的“无限接近”可以用数学语言来描述,即对于任意小的正数ε,存在一个正数δ,当0<|x-a|<δ时,有|f(x)-A|<ε成立。
这就是函数极限的ε-δ定义,是高等数学中函数极限的核心概念。
2. 极限的性质函数极限有一些基本性质,如:(1)唯一性:当极限存在时,它是唯一确定的;(2)局部有界性:如果函数在某一点的极限存在,则该点的邻域内函数的取值是有界的;(3)局部保号性:如果函数在某一点的极限存在且大于(或小于)零,则该点的邻域内函数的取值保持大于(或小于)零。
二、常见的极限求法技巧1. 数列极限在高等数学中,函数极限的求解经常涉及到数列极限的技巧。
数列极限是函数极限的基础,常用来推导函数的极限性质和求解复杂的极限问题。
我们可以利用数列极限的性质和定理来求解函数极限,如夹逼定理、单调有界原理等。
2. 无穷小量与无穷大量的运算在高等数学中,常常需要对无穷小量和无穷大量进行运算,这也是求解函数极限的一个重要技巧。
我们可以将无穷小量和无穷大量进行合并、分解或代换,来简化函数极限的求解过程,例如利用无穷小量的性质来消去形式不确定的无穷小量。
3. 函数的展开和化简在求解函数极限时,我们可以利用泰勒展开、函数的特殊性质等手段,将待求的极限转化为更简单的形式。
通过展开和化简函数,我们可以更容易地求解函数在某一点的极限,从而使得求解过程更加简单和直观。
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。
第 6 卷 第 5 期 淮北职业技术学院学报Vol . 6 No . 5例 x →3∞n2007 年 10 月J O U RN A L O F H U A I B EI PRO F ESSION A L A N D T EC HN ICAL COL L E GE Oct 1 2007一元函数极限的求法赵 冬(淮北职业技术学院 , 安徽 淮北 235000)摘要 :一元函数极限的计算是“高等数学”基本计算之一 ,解题时要针对不同题型采取相应的求法 。
关键词 :一元函数 ;极限 ;求法 中图分类号 :O174 . 1 文献标识码 : A 文章编号 :167128275 (2007) 0520043202一元函数极限常见类型及求法归纳如下 :( x 2- 1) ( x + 1) : lim =一 、利用函数极限的四则运算法则求极限x →∞6 x 3+ x - 53 21 . 直接运用法则l im x + x - x - 1 =1x →∞ 26 x 3 + x - 5 6例 1 li mx - 5 x + 3 =x →2 2 x 3 - 3 x 2+ x - 4( 5) 先求和 , 再求极限法lim ( x 2 - 5 x + 3)例 lim1 + 1 + ⋯ +1=x →2lim ( 2 x 3 - 3 x 2 + x - 4) x →2=- 32n →∞1 ·21 2 ·31( n - 1) ·n1 12 . , 然limn →∞1-2+2 - 3+ ⋯ +1 - 1= lim1 -1 = 1( 1) n - 1 nn →∞n例 : = ( 6) 利用无穷大与无穷小的关系法x →) 例 : lim x - 1 = 0 lim x 2+ 1 =lim x - 1= 1x →1x 2 + 1x →1x - 1( 2) 通分法x →1 x ( x + 1) 2二 、利用无穷小量的性质无穷小量与有界变量之积仍为无穷小量例 : 1=x ·s in x xx 1 - x 例 : li mx →+ ∞1 - x= limx →+ ∞ 1 - x·s in x = 0lim2 - ( 1 + x )x →1 ( 1 - x ) ( 1 + x ) = 12三 、幂指类函数求极限( 3) 根式有理化法 :分子有理化或分母有理化当自变量变化状态一致时如 果 lim f ( x ) = A , ( A ≠ 0) lim g ( x ) = B , 则例 1 li mx →12 - x - 1 =x 2 - 1lim [ f ( x ) ] g ( x ) = [ l i m f ( x ) ]lim g ( x )= A Bx → 例 : lim ( 2 x - 1) x →33 x - 7 =[ l im ( 2 x - 1) ] lim (3 x - 7)= 52= 25 x →= - 14x →3四 、利用等价无穷小替换法( 4) 分子分母同除以无穷大量法或根据结论lim a 0 x + a 1 x + ⋯ + a n=要熟记一些常见的等价无穷小量 如 : x →0 时 :sin x ~ x ta n x ~ xn n- 1 x →∞ b 0 x m + b 1 x m - 1 + ⋯ + b m0 , m > na rcsi n x ~ x a r cta n x ~ x2—a 0 , m = nb 01 - cos x ~ x2ln ( 1 + x ) ~ x∞, m < ne x - 1 ~ x 1 + x - 1 ~xn收稿日期 : 2007206225 作者简介 : 赵冬 ( 1973 - ) ,男 ,安徽淮北人 ,淮北职业技术学院讲师 。
高等数学中常见函数的求极限的方法[摘要] 极限是高等数学的重要组成部分,是高等数学的理论基础,是研究变量数学的有力工具。
极限的运算题目类型多,技巧性强,灵活多变,难教也难学。
本文对高等数学中一元函数极限的常见求解方法进行了归纳总结,并在某些具体的求解方法中就其要注意的细节和技巧做了说明。
[关键词] 函数极限计算方法极限是高等数学的一个重要概念。
其理论的确立使微积分有了坚实的逻辑基础,使得微积分在当今科学的整个领域得以更广泛、更合理、更深刻的应用和发展,极限是描述数列和函数在无限过程中的变化趋势的重要概念,是从近似认识精确,从有限认识无限,从量变认识质变的一种数学方法。
除此之外,高等数学中的某些概念,也是由极限引出,例如:导数,积分等。
所以求函数的极限成为这一部分的重中之重,灵活掌握运用极限的求法是学好高等数学的基础。
函数的极限既然是微积分的一个重要内容,于是如何求出已知函数的极限,就是学习微积分必须掌握的基本技能。
因此,本文对求函数的方法进行总结,并对于每种方法都是以定理或简述开头,然后以例题来全面展示具体的求法。
1 利用极限的四则运算法则来求极限为叙述方便,我们把自变量的某个变化过程略去不写,用记号表示在某个极限过程中的极限,因此极限的四则运算法则可确切地叙述如下:定理在同一变化过程中,设,都存在,则(1)(2)(3)当分母时,有总的说来,就是函数的和、差、积、商的极限等于函数极限的和、差、积、商。
例:求解:2 利用函数连续性求极限我们知道,一切初等函数在其定义区间连续,对于初等函数,若为其定义区间内一点,则。
例:解:在连续在这里特别指出复合函数连续性:如果函数在点连续,而函数在点连续,且,那么复合函数在点也是连续的。
其结论可改成,也就是说,极限号可以和函数符号互换顺序,这就等于为我们求极限提供一种方法。
例:解:3 无穷小量分出法适用于分子、分母同时趋于,即型未定式。
例:分析:所给函数中,分子、分母当时的极限都不存在,所以不能直接应用法则。
高等数学中函数极限的求法技巧解析【摘要】本文主要介绍了高等数学中函数极限的求法技巧。
首先通过介绍函数极限的定义与性质,帮助读者建立起对函数极限的基本理解。
接着详细讨论了几种常见函数的极限求法,以及无穷小与无穷大的概念及其运用。
在之后的部分,介绍了极限的四则运算法则和洛必达法则及其应用。
通过这些内容的讲解,读者可以更好地掌握函数极限的求法技巧,从而提升高等数学学习的效果。
掌握函数极限的求法技巧对于高等数学学习至关重要,有助于理解和应用更为复杂的数学知识和问题。
【关键词】高等数学、函数极限、求法技巧、定义、性质、常见函数、无穷小、无穷大、概念、运用、四则运算、法则、洛必达、应用、掌握、重要。
1. 引言1.1 高等数学中函数极限的求法技巧解析高等数学中函数极限的求法技巧解析是高等数学学习中的重要内容之一。
在学习函数极限时,我们需要掌握一些技巧和方法,以便更好地理解和应用这一概念。
本文将从函数极限的定义与性质、几种常见函数的极限求法、无穷小与无穷大的概念及运用、极限的四则运算法则以及洛必达法则及其应用等方面进行详细的解析。
函数极限的定义与性质是我们理解函数极限的基础。
通过了解函数极限的定义,我们可以更好地理解函数在某一点或无穷远处的表现。
在实际计算中,我们需要根据函数的特点来选择不同的方法求解极限,因此掌握几种常见函数的极限求法也是至关重要的。
对于幂函数、三角函数、指数函数等不同类型的函数,我们需要采用不同的技巧和方法求解其极限。
无穷小与无穷大的概念在函数极限的求解中也占据着重要地位。
通过理解无穷小和无穷大的定义及性质,我们可以更好地应用这些概念来简化极限计算。
极限的四则运算法则是我们在实际计算中经常会用到的技巧,通过掌握这些法则,我们可以更快更准确地求解函数极限。
2. 正文2.1 函数极限的定义与性质函数极限是高等数学中一个重要的概念,对于理解和解决数学问题起着至关重要的作用。
在研究函数极限时,首先需要了解函数极限的定义和性质。
高等数学中常见的一元函数极限求法探讨数学与计算机科学学院 数学与应用数学专业XXXXX XXXX【摘要】极限概念是高等数学中最基本最重要的概念之一.然而极限的定义比较抽象,如何求极限,方法灵活,技巧性强,初学者不易掌握.这样就给学生学习掌握这个理论带来许多困难.本文从不同的角度对不同的题型进行探讨,总结部分求极限的方法:利用利用极限定义、四则运算法则、夹迫性定理、函数连续性、两个重要极限、无穷小代换法、洛必达法则等,并且对不同方法的要求和注意事项进行探索,通过典型的例题以及分析能够达到培养学生数学思维的能力、开拓学生的数学潜能.【关键词】极限;方法;技巧;计算目录中文摘要……………………………………………………………………………………………1 引言…………………………………………………………………………………………………3 1 一元函数极限概念………………………………………………………………3 2 一元函数极限的求法……………………………………………………………3 2.1 利用定义求极限…………………………………………………………………3 2.2 利用极限的四则运算法则求解…………………………………………………3 2.2.1 因式分解法(适用于0x x →时,0型) (4)2.2.2 通分法(适用于∞-∞型) (5)2.2.3 分子分母有理化(适用于a ±±,)…………………………………5 2.3 用迫敛性求解函数极限(夹逼法)……………………………………………5 2.4 利用函数连续性求极限…………………………………………………………5 2.5 利用变量替换法求函数极限……………………………………………………6 2.6 利用两个重要极限求函数的极限………………………………………………6 2.7 等价无穷小代换求解函数极限…………………………………………………7 2.7.1 等价无穷小的概念………………………………………………………………7 2.7.2 常用的等价无穷小替换…………………………………………………………7 2.7.3 运用等价无穷小的替换需注意的地方…………………………………………9 2.8 利用泰勒公式法…………………………………………………………………9 2.9 利用拉格朗日中值定理求解函数极限………………………………………10 2.9.1 定理(拉格朗日中值定理)……………………………………………………10 2.9.2 如何用拉格朗日中值定理求极限……………………………………………10 2.100,∞∞型以及能化成0,∞∞型的函数极限求法 (11)2.10.1 分子、分母同除以分子的最高阶(适用于型00及∞∞)………………………112.10.2 约去无穷小因子法(适用于0x x →时,00型) (11)2.10.3 抓大头小头法(适用于∞∞和0时,有理分式的极限) (11)2.10.3.1 抓大头法…………………………………………………………………………11 2.10.3.2 抓小头法…………………………………………………………………………11 2.10.4 利用洛必达法求解该类型函数极限……………………………………………12 2.10.4.1 含三角函数、对数函数、指数函数型的∞∞,00………………………………12 2.10.4.1.1 等价无穷小量与洛必达结合求解函数极限……………………………………12 2.10.4.1.2 泰勒公式与洛必达结合求解函数极限…………………………………………13 2.10.4.2 ∞⨯0型洛必达求解函数极限…………………………………………………14 2.10.4.3 00,,0,1∞∞∞型洛必达求解函数极限................................................14 2.10.4.4 ∞-∞型洛必达求函数极限............................................................15 2.10.4.5 使用洛必达法则注意事项...............................................................15 2.11 用左、右极限与函数极限关系求解函数极限.......................................16 2.11.1 分段函数....................................................................................16 2.11.2 含绝对值的函数...........................................................................16 2.11.3 取整函数....................................................................................16 2.11.4 在某点(某些点)处的两侧表达式相同,但左右极限不同的函数 (17)2.11.4.1 求含)10(≠>a a a x且的函数x 趋向无穷的极限,或求含x a 1的函数x 趋于零的极限……………………………………………………………………………………………17 2.11.4.2 求含)cot (arctan x arc x 的函数x 趋向无穷的极限,或含)1cot(1arctanx arc x 的函数x 趋于零的极限....................................................................................17 2.11.4.3 求含偶次方根的函数的极限............................................................17 总结............................................................................................................18 参考文献......................................................................................................18 英文摘要 (19)引言函数是高等数学研究的主要对象.为了深入研究函数,需要引进极限的概念,因为在客观世界中,有大量的问题需要我们研究.当自变量无限接近于某个常数或某个“目标”时,函数无限接近于什么?是否无限接近于某一确定常数?这就需要极限的概念和方法.我国三国时期后期魏国数学家刘徽曾用他所创造的割圆术计算过圆的面积.他从算圆内接正六边形的面积开始,先后计算了圆内接正十二边形、圆内接正二十四边形、圆内接正四十八边形、圆内接正九十六边形…的面积,按照这个思想,当正多边形边数无限增多时,正多边形面积也就无限接近圆的面积了.正如刘徽说:“割之弥细,所失弥少.割之又割,以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”.这“无限接近”的过程就是一个极限过程.极限论是数学分析的基础,它贯穿着整个数学分析,极限的思想是近代数学的一种重要思想,其思想方法贯穿于微积分学的始终.可以说微积分学的几乎所有概念都离不开极限,在几乎所有的微积分教材中,都是先介绍函数理论和极限的思想方法.然后利用极限的思想方法给出连续函数、导数、定积分、级数的敛散性、多元函数的偏导数、广义积分的敛散性和重积分的概念.因此极限是微积分学中一个很重要的基本概念之一.是微积分学各种概念和计算方法能够建立和应用的基础.但是极限问题也是数学分析中的困难问题之一,极限的求解方法比较灵活,学生在实际计算时经常会碰到一些问题.因此,本文对函数极限的几种常用的求解方法加以归纳.求函数极限的方法较多,但是每种方法都有其局限性,都不是万能的.对某个具体的求极限的问题,我们应该追求最简便的方法.在求极限的过程中,必然以相关的概念、定理及公式为依据.并借助一些重要的方法和技巧,本文对函数极限的几种常用的求解方法加以归纳. 1 一元函数极限概念 ∞→x 时函数的极限设f 为定义在),[+∞a 上的函数,A 为定数.若对任给的0>ε,存在正数)(a M ≥,使得当M x >时有ε<-|)(|A x f ,则称函数f 当x 趋于∞+时以A 为极限,记作A x f x =+∞→)(lim或)()(+∞→→x A x f .0x x →时函数的极限设函数f 在点0x 的某个空心邻域),('00δx U 内有定义,A 为定数.若对任给的0>ε,存在正数)('δδ<,使得当δ<-<||00x x 时有ε<-|)(|A x f ,则称函数f 当0x x →时以A为极限,记作A x f x x =→)(lim 0或)()(0x x A x f →→.2 一元函数极限的求法 2.1 利用定义求极限例1 用定义证明0)30(lim 2=--+∞→x x x证明:3030|030|22-+=---x x x x ,因为+∞→x ,所以限制5>x ,有xx x x x 303030|030|22<-+=---成立,因此取),30max(t M ε=,有0>∀ε,当M x >时有xx x 3030302<-+成立,因此0)30(lim 2=--+∞→x x x .例2 用定义证明81523lim221=-+-→x x x x x .证明:,0>∀ε要找正数0>δ,使得当ε<-<|1|0x 时,ε<--+-8152322x x x x ,因为85)53(8)1(5)523(8)1(5815232222<+--+-=--+-x x x x x x x x x ,限制1|1|<-x ,有20<<x ,那么8151.85)53(8)1(58152322-=-<+-=--+-x x x x x x xx .所以可取)1,8m in(εδ=,即有0>∀ε,当δ<-<10x 时ε<--+-8152322x x xx 成立,因此81523lim221=-+-→x x x x x .2.2 利用极限的四则运算法则求解若,)(lim ,)(lim B x g A x f ==则:(1)B A x g x f x g x f ±=±=±)(lim )(lim )]()(lim [; (2)B A x g x f x g x f .)(lim ).(lim )().(lim ==;(3))0)((lim ,)(lim )(lim )()(lim ≠===B x g BA x g x f x g x f 。