重要极限的证明_1
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两个重要的极限1.证明:0sin lim 1x x x→= 证明:如图(a )作单位圆。
当0<x<2π时,显然有ΔOAD 面积<扇形OAD 面积<ΔOAB 面积。
即111sin 222x x <<tgx ,sinx<x<tgx 。
除以sinx ,得到11sin cos x x x<< 或sin 1cos x x x >>。
(1) 由偶函数性质,上式对02x π-<<时也成立。
故(1)式对一切满足不等式0||2x π<<的x 都成立。
由0lim x →cosx=1及函数极限的迫敛性定理立刻可得0lim x →sin 1x x=。
函数f(x)=sin x x的图象如图(b )所示。
2.证明:1lim(1)n n n →∞+存在。
证明:先建立一个不等式,设b>a>0,于是对任一自然数n 有 11(1)n n n b a n b b a++-<+-或11(1)()n n n b a n b b a ++-<+-,整理后得不等式1[(1)]n n a b n a nb +>+-。
(1) 令a=1+11n +,b=1+1n ,将它们代入(1)。
由于11(1)(1)(1)(1)11n a nb n n n n +-=++-+=+, 故有111(1)(1)1n n n n ++>++,这就是说1{(1)}n n+为递增数列。
再令a=1,b=1+12n代入(1)。
由于11(1)(1)(1)22n a nb n n n +-=+-+=,故有111(1)22n n >+,12(1)2n n >+。
不等式两端平方后有214(1)2n n >+,它对一切自然数n 成立。
联系数列的单调性,由此又推得数列1{(1)}n n +是有界的。
于是由单调有界定理知道极限1lim(1)n n n→∞+是存在的。
1.求证:sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=√(2n +1)/2^n,Sol:复数方法:复数方程 z^(2n+1)=1的根是 a1,a2,a3,...,a(2n),1。
其中,ak=cos(2kπ/(2n+1))+i sin(2kπ/(2n+1)),k=1,2,...,2n。
所以,ak=(a1)^k所以,z^(2n+1)-1=(z-a1)(z-a2)...(z-a(2n))(z-1),即(z-a1)(z-a2)...(z-a(2n))=(z^(2n+1)-1)/(z-1)=z^(2n)+z^(2n-1)+...+z+1。
两边令z=1,并取模,则:|1-a1|×|1-a2|×......×|1-a2n|=2n+1.........(*)因为,|1-ak|=√|(cos(2kπ/(2n+1))-1))+i sin(2kπ/(2n+1))|=2×sin(kπ/(2n+1)),所以由(*)式得:2^n×sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=2n+1。
所以,sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=√(2n+1)/2^n2.三角函数求证:sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=√(2n +1)/2^n.证:sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))........sin(nπ/(2n+1))=√(2n +1)/2^n设Z=cos2π/(2n+1)+ isin2π/(2n+1)则x^(2n+1)=1的根为1,z,...z^2n得x^2n+...+x+1=(x-z)(x-z^2)...(x-z^2n)2n+1=|(1-z)||(1-z^2)|...|(1-z^2n)| (1)又|(1-z^k)|=2sinkπ/(2n+1) (2)|1-z^k| = |1-(cos(2kπ/(2n+1)) +sin(2kπ/(2n+1)) )|=|1-cos(2kπ/(2n+1))) -sin(2kπ/(2n+1)) )|=√((1-2cos(2kπ/(2n+1)) +cos^2 (2kπ/(2n+1))) + sin^2 (2kπ/(2n+1))) =√(2-2cos(2kπ/(2n+1)) )=√(4sin^2(kπ/(2n+1))=2sin(kπ/(2n+1)故2n+1 =( n(π/(2n+1)). n(2π/(2n+1)) n(3π/(2n+1))........ n(2nπ/(2n+1)) 两边开方,得sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))........sin(nπ/(2n+1)) =√(2n+1) / 2^n另外那个类似,可以尝试自己证一下.3.为什么sinπ/n+sin2π/n......+sin(n-1)π/n=cotπ/2n?解:2 sin [π/(2n)]·sin(π/n)= cos [π/n -π/(2n)]- cos [π/n +π/(2n)]= cos [π/(2n)]- cos [3π/(2n)]2 sin [π/(2n)]·sin(2π/n)= cos [2π/n -π/(2n)]- cos [2π/n+π/(2n)]= cos [3π/(2n)]- cos[5π/(2n)]2 sin [π/(2n)]·sin(3π/n)= cos [3π/n -π/(2n)]- co s [3π/n +π/(2n)]= cos [5π/(2n)]- cos [7π/(2n)]……2 sin [π/(2n)]·sin[(n-1)π/n]= cos [(n-1)π/n -π/(2n)]- cos [(n-1)π/n +π/(2n)]= cos [(2n-3)π/(2n)]- cos [(2n-1)π/(2n)]故:2 sin [π/(2n)] ·{sin(π/n)+sin(2π/n)+......+sin[(n-1)π/n]}= cos [π/(2n)]- cos [(2n-1)π/(2n)]= cos [π/(2n)]- cos [π-π/(2n)]=2 cos [π/(2n)]故:sin(π/n)+sin(2π/n)+......+sin[(n-1)π/n]= cos[π/(2n)]/ sin[π/(2n)]= cot [π/(2n)]4.级数sin n/(n+1)收敛还是发散,如果收敛,是绝对收敛还是条件收敛,为什么? Sol:收敛,Dirichlet 判别法.这是最典型的一个用Dirichlet 判别法判别收敛的例子.sinn 的部分和=[sin1/2(sin1+sin2+...+sinn)]/sin1/2(积化和差公式)=[cos1/2-cos(2n+1)/2)]/sin1/2,于是有界,1/(n+1)单调递减趋于0,收敛.不绝对收敛.|sinn/(n+1)|>=sin^2n/(n+1)=[1-cos(2n)]/2(n+1).类似用Dirichl et 判别法知道级数cos2n/(n+1)收敛,但级数1/(n+1)发散,于是易知不绝对收敛.建议记住这个典型例子.12122ln ln ...ln lim .2ln ln ln ...ln n ln 2ln 1:ln 2ln =ln 2o n n n n x no n n n n c c c I nn c c c n n sol n n n n nI →∞+++=+++-≤==-求5.求sin π/n*sin2π/n*…*sin(n-1)π/n 的值,用复数思想6.三角函数连乘(正弦)求证:sin[π/(2n+1)]*sin[2π/(2n+1)]*sin[3π/(2n+1)]*……*sin[nπ/(2n+1)]=(根号下2n-1)/2^nSol:7.证一般项级数∑sin√(n^2+1)π条件收敛Sol:∵sin√(n²+1)π=[(-1)^n]sin[√(n²+1)π-nπ]=[(-1)^n]sin[√(n²+1)-n]π=[(-1)^n]sin{1/[√(n²+1)+n]}πlim(n→∞)[sin{1/[√(n²+1)+n]}π]/(1/n)=lim(n→∞)nπ/[√(n²+1)+n]=π/2∴∑sin{1/[√(n²+1)+n]}与∑1/n有相同的敛散性,即∑sin{1/[√(n²+1)+n]}π发散lim(n→∞)sin{1/[√(n²+1)+n]}π=0,且sin{1/[√[(n+1)²+1]+(n+1)]}π≤sin{1/[√(n ²+1)+n]}π由莱布尼兹判别法知lim[(-1)^n]sin{1/[√(n²+1)+n]}π收敛∴原级数条件收敛其他回答:sin√(n^2+1)π=(-1)^n sin(√(n^2+1)π+nπ)再利用分子有理化可得:(-1)^n sin(π/[根号(n^2+1)+n])利用 Dirichlet判别法可知级数收敛。
两个重要的极限1.证明:0sin lim 1x x x→= 证明:如图(a )作单位圆。
当0<x<2π时,显然有ΔOAD 面积<扇形OAD 面积<ΔOAB 面积。
即111sin 222x x <<tgx ,sinx<x<tgx 。
除以sinx ,得到11sin cos x x x<< 或sin 1cos x x x >>。
(1) 由偶函数性质,上式对02x π-<<时也成立。
故(1)式对一切满足不等式0||2x π<<的x 都成立。
由0lim x →cosx=1及函数极限的迫敛性定理立刻可得0lim x →sin 1x x=。
函数f(x)=sin x x的图象如图(b )所示。
2.证明:1lim(1)n n n →∞+存在。
证明:先建立一个不等式,设b>a>0,于是对任一自然数n 有 11(1)n n n b a n b b a++-<+-或11(1)()n n n b a n b b a ++-<+-,整理后得不等式1[(1)]n n a b n a nb +>+-。
(1) 令a=1+11n +,b=1+1n ,将它们代入(1)。
由于11(1)(1)(1)(1)11n a nb n n n n +-=++-+=+, 故有111(1)(1)1n n n n ++>++,这就是说1{(1)}n n+为递增数列。
再令a=1,b=1+12n代入(1)。
由于11(1)(1)(1)22n a nb n n n +-=+-+=,故有111(1)22n n >+,12(1)2n n >+。
不等式两端平方后有214(1)2n n >+,它对一切自然数n 成立。
联系数列的单调性,由此又推得数列1{(1)}n n +是有界的。
于是由单调有界定理知道极限1lim(1)n n n→∞+是存在的。
两个重要极限的证明嘿,小伙伴们!咱们今天来聊聊两个超级重要的极限。
这两个极限在数学里可有着举足轻重的地位呢!第一个重要极限是:当 x 趋近于 0 时,lim(sin x / x) = 1 。
第二个重要极限是:当 x 趋近于无穷大时,lim(1 + 1/x)^x =e 。
第一个重要极限的证明咱们先来看第一个重要极限的证明哈。
我们知道,单位圆中,角 x 对应的弧长是 x ,而对应的弦长是2sin(x/2) 。
因为弧长大于弦长,所以 x > 2sin(x/2) ,即 sin(x/2) x/2 。
同时,根据三角形的面积关系,扇形的面积是 1/2 x ,三角形OAB 的面积是 1/2 tan x ,而扇形的面积大于三角形的面积,所以1/2 x > 1/2 tan x ,即 x tan x 。
所以 cos x sin x / x 1 ,当 x 趋近于 0 时,cos x 和 1的极限都是 1 ,根据夹逼准则,就可以证明 lim(sin x / x) = 1啦!第二个重要极限的证明看看第二个重要极限。
我们设 y = (1 + 1/x)^x ,对其取对数,得到 ln y = x ln(1 +1/x) 。
然后令 t = 1/x ,则 x = 1/t ,ln y = (1/t) ln(1 + t) 。
根据洛必达法则,对 (ln(1 + t))/t 求极限,当 t 趋近于 0 时,其极限为 1 。
所以当 x 趋近于无穷大时,ln y 的极限是 1 ,那么 y 的极限就是 e ,就证明了 lim(1 + 1/x)^x = e 。
怎么样,这两个重要极限的证明是不是很有趣呀!。
第一重要极限证明极限是微积分中的重要概念之一,它在数学和科学中具有广泛的应用。
而第一重要极限证明则是极限理论中最基础的证明之一。
本文将从人类视角出发,详细描述第一重要极限的证明过程,使读者能够更好地理解并感受这一数学原理的美妙。
我们先来介绍一下第一重要极限的概念。
在微积分中,当自变量趋向于某个特定值时,函数的极限就是函数在该特定值附近的行为。
第一重要极限是指当自变量趋向于某个常数a时,函数f(x)的极限。
具体来说,如果对于任意给定的正数ε,存在一个正数δ,使得当0 < |x - a| < δ时,有|f(x) - L| < ε成立,那么我们就说函数f(x)在x趋近于a时的极限为L。
接下来,我们将通过一个实例来说明第一重要极限的证明过程。
考虑函数f(x) = 2x + 1,我们需要证明当x趋近于2时,函数f(x)的极限为5。
我们给定一个任意的正数ε,我们需要找到一个正数δ,使得当0 < |x - 2| < δ时,有|f(x) - 5| < ε成立。
我们可以先尝试通过代入一些近似值来判断可能的δ的取值范围。
当我们令x = 1.9时,可以得到f(1.9) = 2(1.9) + 1 = 3.8 + 1 = 4.8,而当x = 2.1时,可以得到f(2.1) = 2(2.1) + 1 = 4.2 + 1 = 5.2。
可以看出,当x在1.9和2.1之间时,f(x)的值在4.8和5.2之间变化。
根据这一观察,我们可以猜测当0 < |x - 2| < 0.1时,有|f(x) - 5| < 0.2成立。
接下来,我们需要证明这一猜测的正确性。
假设存在一个正数δ,使得当0 < |x - 2| < δ时,有|f(x) - 5| < 0.2成立。
我们可以取δ = 0.1,根据我们的猜测,这个δ是满足条件的。
现在,我们可以证明当0 < |x - 2| < 0.1时,有|f(x) - 5| < 0.2成立。
§4 两个重要的极限一、证明0sin lim 1x xx→=证 如图:由OAC OAB OAB S S S ∆∆<<扇形可导出如下不等式(20π<<x ).除以,得到x x x cos 1sin 1<<,由此得 )1(sin cos xxx x <<在(1)式中用代替时,(1)式不变,故(1)式当02<<-x π时也成立,从而它对一切满足不等式20π<<x 的 都成立.由1cos lim 0=→x x及函数极限的迫敛性,即得1sin lim 0=→xx x . 函数xxy sin =的图象如下所示例1.求sin limx xx ππ→-.例2.求201cos lim x xx →-.注:利用归结原则,可求数列极限。
如求1sin1limlim sin 1n n n n nn→∞→∞=,直接利用0sin lim 1x x x →=是不严格的;但已知0sin lim1x x x →=,故取,(1,2,)n x n n π== ,则0()n x n →→∞,从而由归结原则1sinlim ()lim01n n n n f x n →∞→∞==. 例3.求0lim x tgxx→.二、证明e xxx =+∞→)11(lim 或. e =+→ααα10)1(lim 证 所求证的极限等价于同时成立以下两个极限e xx x =++∞→)11(lim (2)e xx x =+-∞→)11(lim (3)先利用数列极限e nn n =+∞→)11(lim证明(2)式成立.为此,作定义在上),1[+∞的两个阶梯函数如下:nn x f )111()(++=,,1)11()(++=n nx g,,易见f 增(第二章§3习题4)且有上界,g 减(第二章§3习题9)且有下界.故据上节习题2,)(lim x f x +∞→与)(lim x g x +∞→皆存在.于是,由归结原则(取}{}{n x n =)得到e n xf nn x =++=∞→+∞→)111(lim )(lim e nx g n n x =+=+∞→+∞→1)11(lim )(lim 另一方面,当时有nx n 1111111+<+<++以及1)11()11()111(++<+<++n x n nx n,即有)()11()(x g xx f x<+<,),1[+∞∈x .从而根据迫敛性,定理(2)式得证. 现证(3)式.为此作代换y x-=,则y y x y y x )111()11()11(-+=-=+-,且当-∞→x 时+∞→y ,从而有e y y x yy y y x x =-+=-=++∞→-+∞→-∞→)111(lim )11(lim )11(lim 以后还常用到e 的另一种极限形式:e =+→αα1)1(lim(4)事实上,令x1=α,则0→⇔∞→αx ,所以e xxx =+=+→∞→ααα10)1(lim )11(lim例1.求()10lim 12xx x →+.例2.求()10lim 1xx x →-.例3.求211lim(1)nn n n →∞+-.作业:p58. 1(2), (5), (8), (9), (10) , 2(1), (3), (5), (6), 3.。
重要极限的证明重要极限的证明极限是ea0在n比较大时,(1 (1-a)/n)^n=原式=(1 1/n)^n取极限后,e》=原式的上极限》=原式的下极限》=e^(1-a)由a的任意性,得极限为e利用极限存在准则证明:(1)当x趋近于正无穷时,(Inx/x^2)的极限为0;(2)证明数列{Xn},其中a0,Xo0,Xn=[(Xn-1) (a/Xn-1)]/2,n=1,2,…收敛,并求其极限。
1)用夹逼准则:x大于1时,lnx0,x^20,故lnx/x^20且lnx1),lnx/x^2(x-1)/x^2.而(x-1)/x^2极限为0故(Inx/x^2)的极限为02)用单调有界数列收敛:分三种情况,x0=√a时,显然极限为√ax0√a时,Xn-X(n-1)=[-(Xn-1) (a/Xn-1)]/20,单调递减且Xn=[(Xn-1) (a/Xn-1)]/2√a,√a为数列下界,则极限存在.设数列极限为A,Xn和X(n-1)极限都为A.对原始两边求极限得A=[A (a/A)]/2.解得A=√a同理可求x0√a时,极限亦为√a综上,数列极限存在,且为√(一)时函数的极限:以时和为例引入.介绍符号: 的意义, 的直观意义.定义( 和. )几何意义介绍邻域其中为充分大的正数.然后用这些邻域语言介绍几何意义.例1验证例2验证例3验证证……(二)时函数的极限:由考虑时的极限引入.定义函数极限的“ ”定义.几何意义.用定义验证函数极限的基本思路.例4 验证例5 验证例6验证证由=为使需有为使需有于是, 倘限制, 就有例7验证例8验证( 类似有(三)单侧极限:1.定义:单侧极限的定义及记法.几何意义: 介绍半邻域然后介绍等的几何意义.例9验证证考虑使的2.单侧极限与双侧极限的关系:Th类似有: 例10证明: 极限不存在.例11设函数在点的某邻域内单调. 若存在, 则有= §2 函数极限的性质(3学时)教学目的:使学生掌握函数极限的基本性质。
第三章函数极限4 两个重要的极限一、证明:limx→0sin xx=1.证:∵sinx<x<tanx(0<x<π2),∴1<xsin x<1cos x(0<x<π2),∴cosx<sin xx<1(0<x<π2),又cos-x=cosx,sin−x−x =sin xx,∴对0<|x|<π2,有cosx<sin xx<1.由limx→0cosx=1,根据极限的迫敛性,limx→0sin xx=1.例1:求limx→πsin x π−x.解:令t=π-x,则sinx=sin(π-t)=sint,且当x→π时,t→0,∴limx→πsin xπ−x=limt→0sin tt=1.例2:求limx→01−cos xx2.解:limx→01−cos xx2=limx2→012sin x2x22=12,二、证明limx→∞1+1xx=e.证:设f(x)=1+1n+1n, g(x)=1+1nn+1, n≤x<n+1, n=1,2,…,则f(x)递增且有上界,g(x)递减且有下界,∴limx→+∞f x与limx→+∞g x都存在,取{x n}={n},由归结原则得lim x→+∞f x=limn→+∞1+1n+1n=e,limx→+∞g x=limn→+∞1+1nn+1=e,又1+1n+1<1+1x≤1+1n,则1+1n+1n<1+1xx<1+1nn+1,根据迫敛性定理得limx→+∞1+1xx= e.设x=-y,则1+1x x=1−1y−y=1+1y−1y,且当x→-∞,y→+∞,从而有lim x→−∞1+1xx=limy→+∞1+1y−1y−1·1+1y−1=e.∴limx→∞1+1xx=e.注:e的另一种形式:lima→01+a1a=e.证:令a=1x ,则当a→0时,1x→∞,∴lima→01+a1a=lim1x→∞1+1xx=e.例3:求limx→01+2x1x.解:limx→01+2x1x=lim12x→∞1+2x12x2=e2.例4:求limx→01−x1x.解:limx→01−x1x=lim−1x→∞1[1+(−x)]−1x=1e.例5:求limn→∞1+1n−1n2n.解:1+1n −1n2n<1+1nn→e(n→∞),又当n>1时有1+1n −1n2n=1+n−1n2n2n−1−nn−1≥1+n−1n2n2n−1−2→e(n→∞,即n−1n2→0).由迫敛性定理得:limn→∞1+1n−1n2n=e.习题1、求下列极限: (1)lim x →0sin 2x x;(2)limx →0sin x 3 (sin x)2;(3)lim x →π2cos xx −π2;(4)limx →0tan x x;(5)limx →0tan x −sin xx 3;(6)limx →0arctan xx;(7)lim x →+∞x sin 1x;(8)limx →asin 2 x −sin 2 ax −a;(9)limx → x +1−1(10)limx →0 1−cos x 21−cos x.解:(1)limx →0sin 2x x=lim2x →02sin 2x 2x=2;(2)lim x →0sin x 3(sin x)2=limx →0 x 3sin x 3x 3(sin x )2=limx 3→0sin x 3x3·lim x 2→0xsin x 2·lim x →0x =0; (3)lim x →π2cos x x −π2=lim x −π2→0−sin x −π2x −π2= -1;(4)limx →0tan x x=limx →0sin x x·limx →01cos x=1;(5)lim x →0tan x −sin xx 3=limx →0sinx 1cos x −1x 3=limx →0sin x·1−cos xcos x x 3=limx →02sinx 2cos x 2·2 sin x 2 2cos xx3=limx →04 sinx 2 3·cos x2cos x x3=limx →0sin x 2 3·cos x2cos x 2 x 23=lim x2→0sinx 2x 23·lim x 2→0cosx 22lim x →0cos x =12;(6)令arctan x=y ,则x=tany ,且x →0时,y →0, ∴limx →0arctan xx=limy →0ytan y =limy →0cos ysin y y=1;(7)lim x →+∞x sin 1x =lim 1x→0sin1x1x =1;(8)lim x →asin 2 x −sin 2 ax −a =limx →a sin x −sin a (sin x+sin a)x −a=limx →a2cosx +a 2 sin x −a2x −a·2sin a=limx −a2→0sinx −a2x −a 2·cos a ·2sin a= sin2a ;(9)limx →x +1−1lim x →0( x+1+1)sin 4xx=8lim4x →0sin 4x 4x=8;(10)lim x →0 1−cos x 21−cos x=limx →0 2sin x 222 sin x 22= 2limx →0sinx 22 x 22 sinx 2x 22= 2.2、求下列极限:(1)limx→∞1−2x−x;(2)limx→01+ax1x(a为给定实数);(3)limx→01+tan x cot x;(4)limx→01+x1−x1x;(5)limx→+∞3x+23x−12x−1;(6)limx→+∞1+αxβx(α,β为给定实数)解:(1)limx→∞1−2x−x=lim−x2→∞1+1−x2−x22=e2;(2)limx→01+ax1x=lima x→01+ax1axa=e a;(3)limx→01+tan x cot x=limtan x→01+tan x1tan x=e;(4)limx→01+x1−x1x=limx→01+x1x1−x1x=limx→01+x1xlim−x→0[1+−x]1−x−1=e2;(5)limx→+∞3x+23x−12x−1=limx→+∞1+33x−16x−33=lim33x−1→0+1+33x−123x−1−13=lim33x−1→0+1+33x−123x−13lim33x−1→0+1+33x−113=e2;(6)limx→+∞1+αxβx=limx→+∞1+αxαβxα=limαx→0+1+αxxααβ=eαβ.3、证明:limx→0limn→∞cos xcos x2cos x22…cos x2n=1.证:∵cos xcos x2cos x22…cos x2n=2n+1cos xcos x2cos x22…cos x2nsin x2n2n+1sin x2n=sin 2x2n+1sin x2n=sin 2x2xsin x2nx2n=x2nsin x2n·sin 2x2x;∴当x≠0时,limn→∞ cos xcos x2cos x22…cos x2n=limx2n→0x2nsin x2n·sin 2x2x=sin 2x2x;lim x→0limn→∞cos xcos x2cos x22…cos x2n=lim2x→0sin 2x2x=1.当x=0时,cos xcos x2cos x22…cos x2n=1,∴limx→0limn→∞cos xcos x2cos x22…cos x2n=1.4、利用归结原则计算下列极限:(1)limn→∞n sinπn;(2)limn→∞1+1n+1n2n.解:(1)∵limx→∞x sinπx=limx→∞sinπxπx·x=limπx→0sinπxπx·limx→∞x=0根据归结原则,limn→∞n sinπn=0.(2)∵当x>0时,1+1x +1x2x>1+1xx→e(x→+∞),又1+1x +1x2x=1+x+1x2x2x+1+xx+1<1+x+1x2x2x+1→e(x→+∞,即x+1x2→0),∴limx→+∞1+1x+1x2x=e根据归结原则,limn→∞1+1n+1n2n=e.。
两个重要极限证明过程嘿,咱今天来聊聊两个重要极限证明过程哈!这可是数学里相当关键的玩意儿呢!先来说说第一个重要极限,那就是当 x 趋近于 0 的时候,sinx/x 的极限等于 1。
你想想看,这就好像是一场追逐游戏,sinx 和 x 在趋近于0 的道路上你追我赶。
为啥这个极限是 1 呢?咱可以通过巧妙的构造和分析来搞明白。
咱可以画个单位圆呀,在圆上找个角度对应的弧长和对应的弦长,然后比较比较。
这不就发现,当角度很小的时候,弧长和弦长几乎差不多嘛!这就好比你走在路上,离得近的时候看两根线好像都重合了一样。
这样不就慢慢能理解为啥 sinx/x 在 x 趋近于 0 的时候极限是 1了嘛!再讲讲第二个重要极限,就是当 x 趋近于无穷大的时候,(1+1/x)^x 的极限等于 e。
哎呀呀,这个可有点神奇呢!就好像一个东西在不断地变化、成长。
咱可以通过一些计算和推导来搞清楚。
你就想啊,随着x 越来越大,那个式子里面的 1/x 就越来越小,但是经过那么一运算,最后竟然趋近于一个固定的值 e!这就好像你看着一颗小种子,一点点长大,最后变成了一棵大树,多奇妙呀!这两个重要极限证明过程可不简单呐,就像爬山一样,得一步步往上爬,一点点去理解。
它们在数学里的作用可大了去了,好多问题都得靠它们来解决呢!你要是不把它们搞清楚,那数学的大门可就没那么容易进咯!比如说在求一些极限的时候,你一下子就想到这两个重要极限,然后就像找到了钥匙一样,“咔嚓”一下门就开了。
如果没有它们,那可就像在黑暗里摸索,找不到方向啦!而且呀,这两个重要极限还和好多其他的数学知识紧密相连呢!就像一张大网,它们就是网上的关键节点。
你掌握了它们,就能把这张网织得更结实,更完整。
所以啊,大家可得好好去研究研究这两个重要极限证明过程,别嫌麻烦,别嫌困难。
等你真的搞懂了,你就会发现数学的世界原来这么精彩,这么有趣!就像打开了一扇通往奇妙世界的大门,里面有无尽的宝藏等你去挖掘呢!加油吧!。
重要极限的证明
重要极限的证明极限是ea0在n比较大时,(1 (1-a)/n)^n=原式=(1 1/n)^n取极限后,e》=原式的上极限》=原式的下极限》=e^(1-a)由a的任意性,得极限为e利用极限存在准则证明:(1)当x趋近于正无穷时,(Inx/x^2)的极限为0;(2)证明数列{Xn},其中a0,Xo0,Xn=[(Xn-1) (a/Xn-1)]/2,n=1,2,…收敛,并求其极限。
1)用夹逼准则:x大于1时,lnx0,x^20,故lnx/x^20且lnx1),lnx/x^2(x-1)/x^2.而(x-1)/x^2极限为0故(Inx/x^2)的极限为02)用单调有界数列收敛:分三种情况,x0=√a时,显然极限为√ax0√a时,Xn-X(n-1)=[-(Xn-1) (a/Xn-1)]/20,单调递减且Xn=[(Xn-1) (a/Xn-1)]/2√a,√a为数列下界,则极限存在.设数列极限为A,Xn和X(n-1)极限都为A.对原始两边求极限得A=[A (a/A)]/2.解得A=√a同理可求x0√a时,极限亦为√a综上,数列极限存在,且为√(一)时函数的极限:以时和为例引入.介绍符号: 的意义, 的直观意义.定义( 和. )几何意义介绍邻域其中为充分大的正数.然后用这些邻域语言介绍几何意义.例1验证例2验证例3验证证……(二)时函数的极限:由考虑时的极限引入.定义函数极限的“ ”定义.几何意义.用定义验证函数极限的基本思路.例4 验证例5 验证例6验证证由=为使需有为使需有于是, 倘限制, 就有例7验证例8验证( 类似有(三)单侧极限:1.定义:单侧极限的定义及记法.几何意义: 介绍半邻域然后介绍等的几何意义.例9验证证考虑使的2.单侧极限与双侧极限的关系:Th类似有: 例10证明: 极限不存在.例11设函数在点的某邻域内单调. 若存在, 则有= §2 函数极限的性质(3学时)教学目的:使学生掌握函数极限的基本性质。
教学要求:掌握函数极限的基本性质:唯一性、局部保号性、不等式性质以及有理运算性等。
教学重点:函数极限的性质及其计算。
教学难点:函数极限性质证明及其应用。
教学方法:讲练结合。
一、组织教学:我们引进了六种极限: , .以下以极限为例讨论性质. 均给出证明或简证.二、讲授新课:(一)函数极限的性质:以下性质均以定理形式给出.1.唯一性:2.局部有界性:3.局部保号性:4.单调性( 不等式性质):Th 4若和都存在, 且存在点的空心邻域,使,都有证设= ( 现证对有)註:若在Th 4的条件中, 改“ ”为“ ”, 未必就有以举例说明.5.迫敛性:6.四则运算性质:( 只证“ ”和“ ”)(二)利用极限性质求极限:已证明过以下几个极限:(注意前四个极限中极限就是函数值)这些极限可作为公式用. 在计算一些简单极限时, 有五组基本极限作为公式用,我们将陆续证明这些公式.利用极限性质,特别是运算性质求极限的原理是:通过有关性质, 把所求极限化为基本极限,代入基本极限的值, 即计算得所求极限.例1( 利用极限和)例2例3註:关于的有理分式当时的极限.例4 [ 利用公式]例5例6例7。