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内部资料 一、对极限定义的研究
1、对中学极限定义的研究
数列极限概念:一般地,如果当项数n无限增大时,无穷数列na的项na无限的趋近于某个常数a(即naa无限的接近于0),那么就说数列na以a为极限,或者说a是数列na的极限。
函数极限概念:一般地,当自变量x取正值并且无限增大时,如果函数fx无限趋近于一个常数a,就说当x趋向于正无穷大时,函数fx的极限是a,记作limxfxa,也可记作当x时,fxa
当自变量x取负值并且绝对值无限增大时,如果函数fx无限趋近于一个常数a,就说当x趋向于负无穷大时,函数fx的极限是a,记作limxfxa,也可记作当x时,fxa
一般地,当自变量x无限趋近于常数0x(但x不等于0x)时,如果函数fx无限趋近于一个常数a,就说当x趋近于0x时,函数fx的极限是a,记作0limxxfxa,也可记作当0xx时,fxa.0limxxfx也叫做函数fx在点0xx处的极限.
2、对大学极限定义的研究
数列极限的定义:设有数列na和一个数a。若对预先任意给定的不论怎样小的一个数,总存在自然数N,只要当nN时,恒有naa成立,则称数a为数列na的极限。记作limnxaa.我们也说na无限趋近于a,并写成naan.此时,称数列收敛.如果数列不存在极限,称数列发散.
内部资料 有关概念的几点说明:1掌握极限概念的关键在于对正数二重性的理解. 的二重性是:一方面,必须具有任意性. 可以代表任意小的正数,只有这样才能保证描述数列na无限地趋近a.另一方面,必须具有相对固定性.在论证过程中,一旦给了,那么它是相对固定的,否则论证工作就无法进行.
极限概念中的二重性,深刻反映了静与动,近似与精确,有限与无限的对立统一.因此,极限方法是人们从静认识动,从近似认识精确,从有限认识无限的一种数学方法. 2 自然数N显然依赖于正数,一般地说,所给定的越小,N应该越大,有时为了表示这种关系,就写成N.另外,从极限定义可以看出,如果当nN时,naa成立,那么对任一个1NN,当1nN时,naa亦必然成立.
函数的极限概念:设函数fx定义在区间,a上,且存在常数A.如果对任意给定的0,总存在正数M,当xM时,恒有fxA成立,则称A为x时函数fx的极限,记作limxfxA或fxA x.
设函数fx定义在区间,a上,且存在常数A.如果对任意给定的0,总存在0M,xM时,恒有fxA成立,则称A为x时函数fx的极限,记作limxfxA或fxA x.
设函数fx定义在区间,a与,a上(其中0a),且存在常数A.如果对任意给定的0,总存在Ma,当xM时,恒有fxA成立,则称A为x时函数fx的极限,记作limxfxA或fxA
x.
内部资料 设函数fx在点a某邻域有定义(在点a可能除外),并有数A.如果对任意给定的0,总存在0,当0xa时,恒有fxA,则称数A为函数fx在点a的极限,记作limxfxA或fxA xa
上述函数极限的几点说明:1 在极限定义中,要求0xa是为了去掉xa的情形.因为函数fx当xa时,有没有极限,只与函数fx在点a附近的取值状态有关而与函数fx在xa处的值没有必要联系,甚至fx在xa处有没有定义,都无关紧要. 2显然,正数依赖于预先给定的;一般地说,给定的小,也应当随着取得更小.有时为了表示这种依赖关系,就写成.另外,从定义可看出,如果当0xa时,恒有fxA,那么对任一1,10,当0xa时, fxA成立. 3从定义求极限时,通常需要加强不等式.为此,常常先限定自变量x的变化范围:0xa,由于我们考擦的是,当xa时,函数fx的变化趋势;所以,对点a邻域00,aa之外,fx是怎样的,那是无关紧要的.
二元函数极限定义:设f为定义在2DR上的二元函数,0P为D的一个聚点,A是一个确定的实数。若对任给正数,总存在某正数,使得当0;oPUPD时,都有fPA,则称f在D上当0PP时,以A为极限,记作0limPPPDfPA.在对于PD不至于产生误解时,也可以简单地写作0limPPfPA.当0,PP分别用坐标00,,,xyxy表示时,0limPPfPA也常写作00,,lim,xyxyfxyA
二、对极限解题方法进行研究
1、对中学极限解法的研究
内部资料
2、对大学极限解法的研究
1 利用极限的四则运算的性质
这是很基础的极限思想 若两个函数在同一点的有极限,可以用此四则运算直接给出这两个函数在这点的和.差.积.商的极限值。
即 若 Axfxx)(lim0 Bxgxx)(lim0
(I))()(lim0xgxfxx )(lim0xfxxBAxgxx)(lim0
(II)BAxgxfxgxfxxxxxx)(lim)(lim)()(lim000
(III)若 B≠0 则:
BAxgxfxgxfxxxxxx)(lim)(lim)()(lim000
IV)cAxfcxfcxxxx)(lim)(lim00 (c为常数)
上述性质对于时也同样成立xxx,,
直接用代值法求极限,当所求函数在极限点不间断时,求其极限只需将该点值带入函数(即等于该点的函数值)
例:求 453lim22xxxx
解: 453lim22xxxx=254252322
2 利用无穷小量性质法
对于求两个函数的相乘类型的函数,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,我可以使用此方法,如果两函数f(x).g(x)符合有以下条件:
(I)0)(lim0xfxx
(II) Mxg)( (M为正整数)
则:0)()(lim0xfxgxx
例: 求 xxx1sinlim0
内部资料 解: 由 0lim0xx 而 11sinx
故 原式 =01sinlim0xxx
拓展:对于无穷小量的另一种方法 如果我们可以得出
(I)若:)(limxf 则 0)(1limxf
(II) 若: 0)(limxf 且 f(x)≠0 则 )(1limxf
例: 求下列极限
① 51limxx ②11lim1xx
解: 由 )5(limxx 故 051limxx
由 0)1(lim1xx 故 11lim1xx=
3 约去零因式
对于函数极限的型时00,0xx
不能直接求极限。那么可以通过一个小技巧就是对函数的分子 分母进行分解,约去零因式 这类型在求极限的过程中很常用和使用,如例题:
求121672016lim23232xxxxxxx
解:原式=)12102(65)2062(103lim2232232xxxxxxxxxxx
=)65)(2()103)(2(lim222xxxxxxx
=)65()103(lim222xxxxx=)3)(2()2)(5(lim2xxxxx
=2limx735xx
这样就轻而易举的得出的函数极限值。
4 利用两个重要的极限
1sinlim)(0xxAx exBxx)11(lim)(
对于这两个极限的使用勿用累赘。对号入座 直接使用。
内部资料 但我们经常使用的是它们的变形:
))((,))(11lim()()0)((,1)()(sinlim)()(''xexBxxxAx:
例 求下列函数极限
xaxx1lim)1(0、 bxaxxcoslncoslnlim)2(0、
)1ln(ln1 ln)1ln( ,11 uauxaauxuaxx于是则)令解:(
auauuauauxauxuuuuxxln)1ln(lnlim)1ln(lnlim)1ln(lnlim1lim00
10000故有:时,又当
)]1(cos1ln[)]1(cos1ln[(lim)2(0bxaxx、原式
1cos1cos1cos)]1(cos1ln[1cos)]1(cos1ln[(lim0axbxbxbxaxaxx
1cos1coslim0axbxx
222222220220)2()2()2(2sin)2(2sinlim2sin22sin2limabxaxbxbxbxaxaxbxxx
重要公式3 0010111011,lim0,,nnnnmmxmmanmbaxaxaxanmbxbxbxbnm
求x时的极限,通常“抓大头”的方法处理。所谓“抓大头”就是抓住关于x的最高
内部资料 次数的项,而把其余的项略掉,例如:1011010110limlimnnnnnmmmxxmmaxaxaxaaxbxbxbxbbx.
例题44211lim321xxxx 310ln100252limln231xxxxx
20305023323lim21xxxx
解:14422=lim33xxx原式
310ln100ln1003ln3ln32=limlimlimln210ln10ln10ln2xxxxxxxxx原式
203030502333=lim22xxxx原式
重要公式4
5 利用函数的连续性利用函数的连续性
)()](lim[))((lim)()(lim)]([)()()(lim)()(000000afxfxfauufaxxfiixfxfxxxfixxxxxxxx处连续,则在且是复合函数,又若处连续,则在若 对于要求简单函数在连续点的极限而言 只要能证明函数在这点连续 那么这点的极限值等于这点的函数值,较为简单。如果所求函数是复合函数,可以用换元法的原理,利用两次简单函数就可以得出复合函数的值。以例题分别进行解析: