高等数学 1.2.7 夹逼定理
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2020考研数学:夹逼准则的推论夹逼准则是高等数学里求极限的重要方法之一,适用于函数与数列极限的计算及反常积分的计算。
在考研数学中是要求考生重点掌握的一块内容,其考查方式多样,需要考生掌握关于夹逼准则的重点题型和基本的放缩技巧,同时也要会使用并证明夹逼准则的推论:无穷小量乘以有界量仍为无穷小量,下面重点讲解该推论的证明及应用。
一、夹逼准则(函数):如果(1)当0000(,)(,)x x x x x δδ∈-⋃+时,()()();g x f x h x ≤≤(2)0lim ()x x g x A →=,0lim ()x x h x A →=,则0lim ()x x f x →存在,且等于A 。
此准则必须对所求极限的函数进行适当放大和缩小,且经放大和缩小得到的函数的极限易求且相等。
夹逼准则的关键在于,找两个极限值相同的函数()g x 和()h x ,使得()()()g x f x h x ≤≤。
二、夹逼准则的推论:无穷小量⨯有界量=无穷小量即0lim ()0x x f x →=,且当0000(,)(,)x x x x x δδ∈-⋃+时,存在0M >,使得()g x M ≤,则0lim ()()0x x f x g x →=。
证明:由条件可得()()()f xg x M f x ≤即()()()()M f x f x g x M f x -≤≤因为0lim ()0x x f x →=,故()00lim ()lim ()0x x x x M f x M f x →→-==,由夹逼准则可得:0lim ()()0x x f x g x →=例:求极限201lim sin x x x→分析:由于0x →时,2x 为无穷小量,1sinx 的极限虽然不存在,但1sin 1x ≤,因此为有界量,根据推论可得该极限为0。
解:由于20lim 0x x →=,且1sin 1x≤,所以201lim sin 0x x x →=以上内容即为考研数学考试对夹逼准则部分的要求,以及考生应该达到的学习的程度。
第六节 夹逼定理 无穷小的比较一. 夹逼定理定理1:如果数列{}n x 、{}n y 及{}n z 满足下列条件:(1)n n n z x y ≤≤,(Λ,3,2,1=n )。
(2) a y n n =∞→lim ,a z n n =∞→lim 。
则数列{}n x 的极限存在,且a x n n =∞→lim 定理2:设函数)(x f 在点a 的的某一去心邻域),(δ∧a U 内(或X x ≥时) 满足条件:(1))()()(x h x f x g ≤≤。
(2) A x g a x =→)(lim ,A x h a x =→)(lim (或A x g x =∞→)(lim ,A x h x =∞→)(lim )。
则)(lim x f a x →存在,且A x f a x =→)(lim ((或)(lim x f x ∞→存在,且A x f x =∞→)(lim )。
注:(1)夹逼定理不仅说明了极限存在,而且给出了求极限的方法。
(2) 定理1中的条件(1)改为:n n n z x y ≤≤,(Λ,3,2,1=n ),结论仍然成立。
例1: 求下列极限(1)n n n 11lim +∞→ (2))1...2111(lim 222nn n n n ++++++∞→ 二.两个重要极限(1)1sin lim 0=→xx x 。
(2)e x x x =+∞→)11(lim ,(e x x x =+→10)1(lim ,e nn n =+∞→)11(lim )。
例2:求下列极限(1) x x x tan lim 0→ (2) 30sin tan lim xx x x -→(3)203cos cos lim x x x x -→ 例3:求下列极限(1) x x x 2)21(lim -∞→ (2) 212)2(lim -→x x x (3)x x x x )55(lim -+∞→三. 无穷小的比较在极限的运算法则中,我们讨论了两个基本点无穷小的和、差及乘积仍是无穷小。
一、夹逼准则及第一个重要极限1、 准则I 如果数列{}n x ,{}n y ,{}n z 满足下列条件(1)n n n x y z ≤≤(1,2,....)n =(2)lim n n x a →∞=,lim n n z a →∞=则数列{}n y 的极限存在,且lim n n y a →∞= .证明 由lim n n x a →∞=⇒0ε∀>,1N ∃,当1n N >时,有 n x a ε-<⇒n a x ε-<又由lim n n z a →∞=⇒对上述ε,2N ∃,当2n N >时,有n z a ε-<⇒n z a ε+<取12{},N max N N =,则对上述0ε>,当n N >时,有 n n n x y z ≤≤, n a x ε-<, n z a ε+< 从而有n n n y z a x a εε≤≤<-+< 即 n y a ε-<,故 lim n n y a →∞=.上述极限存在准则可以推广到函数的极限情形,即:2、准则II 设函数()f x ,()g x ,()h x 满足(1) ()()()f x g x h x ≤≤ ( 当0,()U x x δ∈ (或x M >)时);(2)0()lim ()x xx f x A→∞→=,0()lim ()x xx h x A→∞→=.则 0()lim ()x x x g x →∞→存在且等于 A .上述两个准则都称为夹逼准则. 举例 例1 求2n n→∞++++解因为2111n nn≤+++≤+又因为 lim1,lim 1n n→∞→∞==所以 由夹逼准则得21111n n →∞+++=+.3、第一个重要极限: 0sin lim 1x xx→=证明:在单位圆中, 有 AOB AOD AOB S S S ∆∆<<扇形 (如图1-35)而 sin x CB =,x AB =,tan x AD =. 所以111sin tan 222x x x <<, 即 sin tan x x x <<,从而得 sin cos 1xx x <<.因为函数sin xx 与cos x 都是偶函数,所以在区间(,0)2π-内,sin cos 1xx x<<也成立.135图-故对于一切满足不等式 02x π<<的x 都有sin cos 1xx x<< 由 0limcos 1x x →= 及夹逼准则可得0sin lim 1x xx→=.特点与用法:分出两个“0因子”: “sin x ”和“x ”,而与“0因子”无关的极限分开求. 举例例1 求 0tan lim x xx →解 00tan sin 1lim lim()cos x x x x x x x →→=⋅00sin 1lim lim 1cos x x x x x→→=⋅=.例2 求201cos lim x xx →-解 201cos lim x x x →-2202sin 2lim x x x →=20sin 12lim 22x x x →⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭20sin 12lim 22x x x →⎛⎫ ⎪= ⎪⎪⎝⎭211122=⋅=.例3 求 1lim(1)tan 2x x x π→-解 设 1y x =-,即1x y =-,当1x →时,0y →,则1lim(1)tan2x x x π→-0(1)lim tan2y y y π→-=0lim cot2y yy π→=2lim coslim cos22sin sin222y y yyyyyy ππππππ→→=⋅=⋅2π=.(注:本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。
用数列极限计算函数极限的夹逼定理夹逼定理是数学分析中一个重要的极限定理,常用于计算函数的极限。
该定理要求我们使用数列的极限来夹逼函数的极限。
接下来,我将详细介绍夹逼定理的定义、证明及其在函数极限计算中的应用。
先来介绍夹逼定理的定义。
设函数 f(x)、g(x) 和 h(x) 在一些邻域内除了可能在一些点 x=a 外都有定义,且满足对于所有 x,有g(x) ≤f(x) ≤ h(x)。
如果在 x=a 处的一些邻域内,有lim(x→a) g(x) =lim(x→a) h(x) = L,那么必然有lim(x→a) f(x) = L。
换言之,如果f(x) 在 x=a 处的其中一邻域内被 g(x) 和 h(x) 夹住,并且当 x 趋于a 时,g(x) 和 h(x) 的极限都为 L,那么 f(x) 的极限也为 L。
接下来是夹逼定理的证明。
我们先证明对于数列而言,夹逼定理成立。
设有数列 a_n、b_n 和 c_n,满足对于所有 n,有a_n ≤ b_n ≤ c_n,并且当 n 趋于无穷时,有lim(n→∞) a_n = lim(n→∞) c_n = L。
我们需要证明lim(n→∞) b_n = L。
根据数列的极限定义,对于任意给定的ε > 0,存在正整数 N1 和 N2,使得当 n > N1 和 n > N2 时,有,a_n - L,< ε 和,c_n - L,< ε 成立。
考虑到a_n≤b_n≤c_n,我们有以下两个不等式:a_n-L≤b_n-L≤c_n-L(1)-L≤b_n-L≤L(2)由不等式(1)和(2)可得:(b_n-L)-(b_n-L),≤,a_n-L,<ε(3)(b_n-L)+(b_n-L),≤,c_n-L,<ε(4)由不等式 (3) 和 (4) 可知,当 n > max{N1, N2} 时,有,b_n - L,< ε 成立。
这证明了lim(n→∞) b_n = L。
夹逼定理适用条件夹逼定理是微积分中的重要定理之一,它常用于求解极限问题,被广泛应用于实际问题的数学建模和物理学等领域。
本文将介绍夹逼定理的概念、适用条件以及具体的应用实例。
一、夹逼定理的概念夹逼定理又称为挤压定理、夹缝定理等,是用来确定一个无穷小量的极限值的常用方法。
它具有非常普适的适用范围,是求解许多极限问题的重要工具。
夹逼定理的基本思想是用两个已知的函数逐步夹住待求解的函数,以求解出待求解函数的极限值。
在实际应用中,夹逼定理的常见形式为“设函数f(x)、g(x)、h(x)满足f(x) ≤ g(x) ≤ h(x),且f(x)和h(x)的极限值均为L,则当x趋于a时,g(x)的极限值也是L。
”夹逼定理的适用条件分为三个方面,即夹逼定理的条件、夹逼数列的条件和夹逼函数的条件。
1.三个函数的自变量相同,即存在一个数集{x},使得f(x)、g(x)和h(x)的值都可以表示为{x}中的某些元素;2.对于{x}中任意一个元素,f(x) ≤ g(x) ≤ h(x)都成立;3.在x = a的某个去心邻域内,f(x)、g(x)和h(x)都有定义。
(二)夹逼数列的条件1.数列{a(n)}、{b(n)}、{c(n)}满足a(n) ≤ b(n) ≤ c(n)对所有n都成立;2.当n趋近于正无穷时,a(n)和c(n)的极限值都为L,即lim a(n) = lim c(n) = L;3.存在正整数N,使得当n>N时,a(n) ≤ x ≤ c(n)都成立。
1.对于x在某个去心邻域内的所有取值,都满足f(x) ≤ g(x) ≤ h(x);2.当x趋近于a时,f(x)和h(x)的极限值均为L。
三、夹逼定理的应用实例实例1:求解sinx/x的极限这里我们用夹逼定理来求解sinx/x的极限。
我们可以将(x/2)cosx表示为夹逼函数的形式,即-x/2 ≤ (x/2)cosx ≤ x/2。
我们知道当x趋近于0时,-x/2和x/2的极限值都为0。
高等数学极限知识点总结
以下是高等数学极限知识点总结:
1. 极限的定义:极限是描述函数在某一点的行为的数学工具。
它包括数列的极限和函数的极限。
2. 极限的性质:包括唯一性,有界性,和收敛性。
3. 极限的四则运算法则:如果lim f(x),lim g(x)存在,那么对于加减乘除四种运算,极限都存在。
4. 极限的夹逼定理:如果一个数列被两个已知极限的数列夹在中间,那么这个数列的极限就是这两个数列的极限。
5. 函数极限的运算法则:如果lim f(x)存在,那么lim [f(x) + c] = lim f(x) + lim c,lim [f(x) c] = lim f(x) lim c,其中c是一个常数。
6. 无穷小和无穷大的概念:无穷小是一个趋于0的变量,无穷大是一个趋于无穷的变量。
7. 洛必达法则:当分子和分母的极限都存在时,可以求出函数的极限。
8. 泰勒级数:将一个函数表示为其各阶导数的无限和的方法。
9. 单侧极限和双侧极限:函数在某一点的单侧极限是指函数在该点的左侧或右侧的极限;双侧极限是指函数在这一点左侧和右侧的极限。
10. 连续性和可微性:如果一个函数在某一点的极限值等于该点的函数值,则称该函数在该点连续;如果一个函数在某一点的导数存在,则称该函数在该点可微。
以上就是高等数学极限的基本知识点,希望对你有所帮助。
年会单身活动策划方案怎么写年会单身活动策划方案第一部分:活动概述(字数:500)1.1 背景介绍在现代社会中,越来越多的人选择单身生活,因此,为了满足单身人士的需求,我们计划在公司年会上加入一些针对单身人士的活动,为他们提供交流和认识新朋友的机会。
1.2 活动目的通过这些单身活动,我们希望能够为单身人士提供一个轻松、开心的交流平台,让他们在年会期间不再感到孤单,增进彼此的了解,并有机会结识有意思的单身朋友。
1.3 活动时间和地点活动时间:在公司年会的正式晚宴结束后进行。
活动地点:在年会晚宴所在场地的一侧设立单身交流区域。
第二部分:活动内容(字数:2000)2.1 单身人士互动游戏设计一系列单身人士互动游戏,通过这些游戏的过程中,让单身人士可以互相交流、破冰,并增进彼此的了解。
例如:2.1.1 “认识新朋友”游戏将所有参与活动的单身人士分成小组,每个人向大家介绍自己的名字、兴趣爱好和职业,并告诉大家期望认识什么样的伴侣。
2.1.2 “共同目标”游戏将单身人士分为若干小组,每个小组需要完成一个任务,例如拼图、解谜等。
通过共同完成目标,增进团队合作和沟通,并培养彼此间的亲近感。
2.2 单身交流角落在年会场地内设置一个单身交流角落,为单身人士提供一个轻松愉快的聚集地点。
在这个角落中,可以设置一些小型派对桌椅,供单身人士坐下聊天、交流。
同时,提供一些小型游戏或娱乐设施,例如乒乓球桌、桌游等,让单身人士可以在游戏中互相认识。
2.3 单身相亲牵线在年会期间,为单身人士提供相亲牵线的机会。
我们可以在活动开始前通过问卷的形式了解单身人士的基本信息和期望,然后根据这些信息帮助单身人士进行合适的牵线活动。
可以设立一个专门的牵线咨询区域,由专业的人员进行咨询和牵线。
同时也可以利用现代科技手段,例如通过手机应用程序进行相亲牵线。
2.4 单身主题聚会在年会结束后的某个晚上,组织一场单身主题聚会。
我们可以选择一个有特色和氛围的场地,例如酒吧或夜总会,并提供一些特别的活动和节目,让单身人士在一个热闹、欢快的氛围中更好地互相交流和认识。
夹逼定理,也称两边夹定理、夹逼准则、夹挤定理、挟挤定理、三明治定理,是判定极限存在的两个准则之一,是函数极限的定理。
定义,一.如果数列{Xn},{Yn}及{Zn}满足下列条件:(1)当n>No时,其中No∈N*,有Yn≤Xn≤Zn,(2)当n→+∞,limYn =a;当n→+∞ ,limZn =a,那么,数列{Xn}的极限存在,且当n→+∞,limXn =a。
证明.,因为limYn=a limZn=a 所以根据数列极限的定义,对于任意给定的正数ε,存在正整数N1,N2,当n>N1时,有〡Yn-a∣﹤ε,当n>N2时,有∣Zn-a∣﹤ε,现在取N=max{No,N1,N2},则当n>N时,∣Yn-a∣<ε,∣Zn-a∣<ε同时成立,且Yn≤Xn≤Zn,即a-ε<Yn<a+ε,a-ε<Zn<a+ε,有a-ε<Yn≤Xn≤Zn<a+ε,即∣Xn-a∣<ε成立。
也就是说limXn=a二.函数的夹逼定理F(x)与G(x)在Xo连续且存在相同的极限A,即x→Xo时, limF(x)=limG(x)=A则若有函数f(x)在Xo的某邻域内恒有F(x)≤f(x)≤G(x)则当X趋近Xo,有limF(x)≤limf(x)≤limG(x)即A≤limf(x)≤A故limf(Xo)=A简单的说:函数A>B,函数B>C,函数A的极限是X,函数C的极限也是X ,那么函数B的极限就一定是X,这个就是夹逼定理.应用1.设{Xn},{Zn}为收敛数列,且:当n趋于无穷大时,数列{Xn},{Zn}的极限均为:a.若存在N,使得当n>N时,都有Xn≤Yn≤Zn,则数列{Yn}收敛,且极限为a.2.夹逼准则适用于求解无法直接用极限运算法则求极限的函数极限,间接通过求得F(x)和G(x)的极限来确定f(x)的极限。
夹逼定理证明过程
嘿,朋友们!今天咱来唠唠夹逼定理证明过程这个神奇的玩意儿。
你想想啊,夹逼定理就像是一把神奇的钥匙,能打开好多难题的锁呢!它说的是,如果有两个函数从两边把另一个函数给夹住了,而且这两个家伙在某个点的极限是一样的,那被夹住的那个函数在这个点的极限也就只能是这个啦!是不是挺有意思的?
咱就好比说,有个小不点儿在中间,两边有两个大块头紧紧靠着它,这两个大块头往一个地方跑,那中间的小不点儿还能跑哪儿去呀,肯定也得跟着呀!这就是夹逼定理的精髓呢!
那怎么证明它呢?这可得好好琢磨琢磨。
咱先找到那两个夹住的函数,然后就盯着它们看呀,看它们怎么一点点地靠近那个极限。
就好像看着两个人赛跑,一点点接近终点一样。
比如说有个例子,要证明一个函数的极限。
咱就找到两个跟它差不多的函数,一个比它大,一个比它小,然后让这两个家伙在某个地方的极限相等。
这就好比找了两个保镖,一个在左边护着,一个在右边护着,把中间那个宝贝函数保护得严严实实的。
然后呢,咱就开始分析啦!看看这两个保镖怎么靠近目标的,中间那个函数是不是也得跟着一起呀。
要是这两个保镖都到了同一个地方,那中间那个还能跑哪儿去呢?肯定也在那儿啦!
这过程就像解一个谜一样,一点点地把线索找出来,最后得出答案,哇,那种感觉可真棒!
你说夹逼定理是不是很神奇呀?它就像一个隐藏的魔法,能帮我们解决好多看似很难的问题呢!咱可得把它好好掌握住,以后遇到难题就拿出来用一用,那可就轻松多啦!
总之呢,夹逼定理证明过程虽然有点复杂,但只要咱静下心来好好琢磨,就一定能搞明白。
就像爬山一样,虽然过程有点累,但爬到山顶看到美丽的风景时,一切都值啦!大家加油哦,相信你们一定能学会这个厉害的定理的!。
高数求极限夹逼定理与积分方法选择中分子分母次数齐与不齐的判断夹逼定理和积分方法都是求解极限的常用工具,但根据具体情况选择使用哪种方法需要根据题目给出的条件和函数的特性进行判断。
在判断中,分子分母次数的齐次性是一个重要的考虑因素。
当分子与分母的次数齐次时,我们可以根据最高次项的系数来判断极限的趋势。
对于多项式函数,最高次项决定了函数的主导行为,可以通过比较最高次项的次数和系数来判断函数是否有极限。
具体来说,如果最高次项的次数是n,而系数不为0,那么当x趋近于无穷大时,如果n>0,那么函数的值也将趋近于无穷大;当n=0时,函数的值将趋近于非零常数;当n<0时,函数的值将趋近于0。
如果最高次项的系数为0,则需要进一步考虑次高次项。
当分子与分母的次数不齐次时,夹逼定理通常是一种更为有效的方法。
夹逼定理可以通过找到两个函数,一个递增的函数和一个递减的函数,它们的极限都是我们要求的极限,从而确定函数的极限。
夹逼定理常用于处理无穷大与无穷小之间的关系,可以有效地求解很多复杂的极限问题。
另外,积分方法在一些特殊情况下也可以用来判断极限。
比如,当我们需要判断一个无穷小量的影响程度时,可以通过计算函数的积分来判断。
如果积分结果是一个有限的数,那么该无穷小量的影响可以忽略不计;如果积分结果是一个无穷大的数,那么该无穷小量的影响是有意义的。
综上所述,判断分子与分母次数齐与不齐是选择夹逼定理还是积分方法的重要依据之一、对于次数齐的情况,根据最高次项的系数可以判断极限趋势;对于次数不齐的情况,夹逼定理是一种更为有效的方法;而积分方法在一些特殊情况下也可以帮助判断极限。
需要根据具体情况综合考虑这些方法的优劣,并选择合适的方法来求解极限问题。