高等数学第一章第6节夹逼准则
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函数极限存在的夹逼准则首先,我们需要明确函数极限的定义。
设有函数$f(x)$在其中一点$a$的一些邻域内有定义,如果存在一个常数$L$,对于任意给定的正实数$\varepsilon$,都存在正实数$\delta$,使得当$0<,x-a,<\delta$时,有$,f(x)-L,<\varepsilon$成立,则称$L$是函数$f(x)$在$x=a$处的极限,记作$\lim_{x\to a}f(x)=L$。
现在,我们来介绍夹逼准则的概念。
设有三个函数$f(x)$、$g(x)$和$h(x)$,在其中一点$a$的一些邻域内有定义。
如果存在正实数$\delta$,当$0<,x-a,<\delta$时,有$f(x)\leq g(x)\leq h(x)$成立,且$\lim_{x\to a}f(x)=\lim_{x\to a}h(x)=L$,则可以得出结论$\lim_{x\to a}g(x)=L$。
根据夹逼准则的定义,我们可以证明一个函数的极限存在或不存在。
具体地,当我们找到两个函数$f(x)$和$h(x)$,满足$f(x)\leq g(x)\leq h(x)$且$\lim_{x\to a}f(x)=\lim_{x\to a}h(x)=L$时,我们可以得出结论$\lim_{x\to a}g(x)=L$。
这是因为当$x$趋近于$a$时,不等式$f(x)\leq g(x)\leq h(x)$右侧的函数$h(x)$和左侧的函数$f(x)$的极限都趋近于$L$,由此我们可以推断出$g(x)$的极限也趋近于$L$。
夹逼准则的重要性在于它提供了一种判断函数极限存在的方法。
它适用于各种类型的函数,包括无穷的函数,可以广泛地应用于极限的证明中。
接下来,我们将通过一些例子来说明夹逼准则的应用。
例1:证明$\lim_{x\to 0}x\sin\frac{1}{x}=0$。
解:由于$-1\leq\sin\frac{1}{x}\leq 1$,我们可以得到以下不等式:$-x\leq x\sin\frac{1}{x}\leq x$当$x$趋近于$0$时,左侧和右侧的极限都为$0$。
高数夹逼准则高数夹逼准则是微积分中的一个重要概念,它在求解极限、证明不等式等问题中具有重要的应用价值。
夹逼准则的核心思想是通过找到两个函数,一个从下方夹逼住待求的对象,另一个从上方夹逼住待求的对象,从而得到待求对象的极限或性质。
夹逼准则的应用非常广泛,不仅在数学领域中有着广泛的应用,而且在实际生活中也有着很多的应用场景。
下面将通过几个具体的案例来说明夹逼准则的应用。
我们来看一个经典的例子。
假设有一个数列{an},其中an = 1/n,我们想要求这个数列的极限。
根据夹逼准则,我们可以找到两个函数,一个从下方夹逼住这个数列,另一个从上方夹逼住这个数列。
我们可以取下方的函数为0,上方的函数为1,即0<=an<=1,而且当n趋向于无穷大时,0和1也分别趋向于无穷大和无穷小。
因此,根据夹逼准则,我们可以得到an的极限为0。
除了求解极限,夹逼准则还可以用来证明不等式。
下面我们来看一个例子。
假设要证明对于任意的正实数x,都有x>0。
我们可以通过夹逼准则来证明这个不等式。
取下方的函数为0,上方的函数为x。
显然,0<=x,而且当x>0时,0和x也分别大于0和x。
因此,根据夹逼准则,我们可以得到x>0。
除了数列和不等式,夹逼准则还可以应用于求解极限的问题。
下面我们来看一个例子。
假设要求极限lim(x->0) [(sinx)/x]。
我们可以通过夹逼准则来求解这个极限。
首先,我们知道对于任意的实数x,都有-1<=sinx<=1。
因此,我们可以取下方的函数为-x,上方的函数为x,即-x<=sinx<=x。
而且当x趋向于0时,-x和x也分别趋向于0。
因此,根据夹逼准则,我们可以得到lim(x->0) [(sinx)/x]=1。
通过上面的例子,我们可以看到夹逼准则在求解极限、证明不等式等问题中的重要性。
夹逼准则的核心思想是通过寻找两个函数,一个从下方夹逼住待求对象,另一个从上方夹逼住待求对象,从而得到待求对象的极限或性质。
高数夹逼准则与两个重要极限高数中的夹逼准则和两个重要极限是数学中非常基础而重要的概念。
夹逼准则可以帮助我们求解函数在其中一区间上的极限,而两个重要极限则可以简化我们在计算极限时的计算过程。
下面将详细介绍夹逼准则和两个重要极限。
一、夹逼准则夹逼准则是数学中一种求函数极限的方法。
它适用于其中一区间上的函数。
夹逼准则的基本思想是,如果一个函数在其中一区间内被两个函数夹住,而这两个函数恰好有相同的极限,那么被夹住的函数也会有相同的极限。
具体地说,设函数f(x)在其中一区间[a, b]上有定义。
如果存在两个函数g(x)和h(x),满足对于所有的x∈(a, b),有g(x)≤f(x)≤h(x),并且lim[x→a]g(x) = lim[x→a]h(x) = L,则有lim[x→a]f(x) = L。
夹逼准则的应用非常广泛,特别是可以用来求解一些比较复杂的极限。
1.正无穷大与无穷小之间的比较设函数f(x)在x→a时,当x趋于a时,f(x)的极限为正无穷大∞,即lim[x→a]f(x) = ∞。
那么对于任意的正数M,存在一个正数δ,使得对于所有满足0<,x-a,<δ的x,有f(x)>M,即f(x)比任意的正数M都要大。
同样地,如果函数g(x)在x→a时,当x趋于a时,g(x)的极限为0,即lim[x→a]g(x) = 0。
那么对于任意的正数ε,存在一个正数δ,使得对于所有满足0<,x-a,<δ的x,有,g(x),<ε,即g(x)比任意的正数ε都要小。
这个极限的意义是,在计算极限时,如果我们发现函数f(x)在x→a时可以无限增大而无限接近正无穷大,那么我们可以将它近似地看作一个无穷大,这样可以简化计算过程。
同样地,如果函数g(x)在x→a时可以无限接近0,那么我们可以将它近似地看作一个无穷小。
2.正无穷大与负无穷大之间的关系如果两个函数f(x)和g(x)满足lim[x→a]f(x) = +∞,lim[x→a]g(x) = -∞,那么它们之间的关系为:当x→a时,f(x)比g(x)大无穷小。