定积分在求极限中的应用
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利用定积分求极限的注记
定积分求极限是一种非常有用的数学技术,可以帮助我们轻松解决一些计算机问题。
这种方法可以帮助我们计算函数极限,使得构建计算机模型更加容易,用数学描述更复杂的系统。
1. 什么是定积分求极限?
定积分求极限是一种使用定积分来解决极限问题的技术。
它是一种求解函数极限的方法,通常用来计算函数在某一无穷值的极限值的量。
2. 定积分求极限的步骤
(1) 先选定一个数值模型,确定积分上界和下界;
(2) 绘制函数的图形,得出定积分的基本步骤;
(3) 用积分法计算函数的极限值;
(4) 最后检验计算的极限值是否与实际的极限值符合。
3. 定积分求极限的应用
(1) 计算不可导函数的极限;
(2) 计算计算机系统中复杂的极限;
(3) 在数值计算机中用来近似计算难以求解的极限;
(4) 用于统计学中的样本的检验程序中。
4. 定积分求极限的优势
(1) 可以有效地计算出函数极限;
(2) 基于此方法可以有效地计算出函数在极限值处的近似值;
(3) 算法简单快捷,有助于提高计算机模型的性能;
(4) 具有很好的可视化特性,方便直观地展示函数极限结果。
5. 定积分求极限的缺点
(1) 计算过程比较复杂,不容易掌握;
(2) 犯错的可能性较大,数值计算的准确性不高;
(3) 需要较多的编程知识,数学能力,编程能力才能避免计算错误;
(4) 在求解很大的函数极限时,定积分的效率比较低。
用极限算定积分的例子
,
极限算定积分是近代数学的核心内容之一,它涉及到对定积分的不可积性的检
测和微积分的本质应用。
滴久洛夫使用极限技术证明了定积分未定义方程式和不可积分函数的存在及其变换关系。
极限算定积分主要是指在极限内用极限进行积分计算。
当函数中出现极限极值时,积分结果就不能得到计算,这种情况就需要使用极限算定积分。
极限算定积分有着广泛的应用,尤其是在互联网方面,有许多应用场景都需要
使用极限算定积分去解决问题。
例如,在处理电子商务网站的购物车时,极限算定积分可以有效的优化性能,并减少数据的冗余。
当用户离开购物车时,系统通过使用极限算定积分去识别出有效的信息,然后把它们添加到新的购物车中,这样可以节省大量的存储空间,并使系统运行更加高效。
此外,极限算定积分还被用于互联网推广方面,比如一些基于搜索引擎优化(SEO)的核心算法。
在SEO算法中,数据要求非常复杂,尤其是对大型网站,需
要通过极限算定积分来实现计算,以便让网站的内容和关键词更加吻合搜索引擎的要求,从而更好的推广网站。
以上就是极限算定积分在互联网方面的应用,比如网络商务、搜索引擎优化等,都可以使用极限算定积分来实现对功能优化和精确计算,让互联网应用变得更加灵活、高效、具有竞争力。
定积分定义求数列极限公式
极限定义是数学中一个重要的概念,它是指当一个变量的值趋近于某一特定值时,函数的值也趋近于某一特定值。
极限定义可以用来求解数列的极限公式。
首先,我们需要确定数列的积分定义。
积分定义是指一个数列的极限公式,它可以用来描述数列的极限行为。
积分定义的一般形式为:
lim n→∞ an = ∑n=1∞ an
其中,an是数列中的第n项,∑n=1∞ an表示从n=1到无穷大的累加和。
接下来,我们可以使用积分定义来求解数列的极限公式。
首先,我们需要将积分定义中的累加和分解为有限项和无限项,即:
lim n→∞ an = ∑n=1N an + ∑n=N+1∞ an
其中,N是一个有限的正整数,∑n=1N an表示从n=1到N的累加和,∑n=N+1∞ an表示从n=N+1到无穷大的累加和。
接下来,我们可以使用数学归纳法来求解数列的极限公式。
首先,我们假设数列的前N项的和为Sn,即:
Sn = ∑n=1N an
然后,我们可以将Sn代入积分定义中,得到:
lim n→∞ an =Sn + ∑n=N+1∞ an
最后,我们可以将Sn和∑n=N+1∞ an分别求和,得到数列的极限公式:
lim n→∞ an = ∑n=1∞ an
以上就是使用积分定义求数列极限公式的过程。
积分定义是一个重要的概念,它可以用来求解数列的极限公式,从而帮助我们更好地理解数学中的概念。
定积分求极限的公式
定积分求极限的公式是:
1. 当n趋近于无穷大时,n个等差数列的和的极限等于等差数列的首项乘以n再除以2,即:
lim(n->∞) n/2 (a1 + an) = n a1/2
2. 当n趋近于无穷大时,n个等比数列的和的极限等于等比数列的首项乘以等比数列的公比,即:
lim(n->∞) a1/(1-q) (1-q^n) = a1/1-q
3. 当n趋近于无穷大时,n个几何数列的和的极限等于几何数列的首项乘以几何数列的公比再除以几何数列的公比减1,即:
lim(n->∞) a1/(1-r) (1-r^n) = a1/(1-r)
4. 当n趋近于无穷大时,n个调和级数的和的极限等于调和级数的首项乘以调和级数的公比再除以调和级数的公比减1,即:
lim(n->∞) 1/(1-q) (q^n - 1) = 1/(1-q)。
浅析如何利用定积分定义求极限1、定积分的定义设函数()f x 在区间[],a b 上有界,在[],a b 内任意插入1n -个分点,0121n n a x x x x x b -=<<<⋅⋅⋅<<=,这样[],a b 就被分为了n 个小区间,[]1,,(1,2,...,)i i x x i n -=用1i i i x x x -=- 表示各区间的长度,再在每个区间上取一1,i i i i x x ζζ-≤≤作如下和式1()n i i i f x ζ=∑ 令{}max i x λ= ,如果极限01lim ()n i i i f x λζ→=∑ 存在且与[],a b 的划分及i ζ的选取无关,则称()f x 在区间[],a b 上可积,该极限称之为()f x 在区间[],a b 上的定积分,记作()ba f x dx ⎰。
即:01lim ()()n bi i a i f x f x dx λζ→==∑⎰ 其中()f x 称为被积函数,x 称为积分变量,[],a b 称为积分区间,,a b 分别称为积分下限和积分上限。
注:1)几何意义:()ba f x dx ⎰在几何上表示为由曲线()y f x =,直线,x a xb ==及x 轴围成的曲边梯形面积的代数和。
2)定积分定义的思想方法称之为“微元法”,它是我们用定积分计算几何及物理量的积分思路,其步骤可以总结为:分割、近似、求和、取极限。
3)定积分的本质是极限。
4)常用的定积分可以用牛顿——莱布尼兹公式很容易求到,这样用定积分定义求极限就成为求极限的一种重要方法。
2、定积分定义求极限的“特化”当定积分存在时,一般化的定积分定义形式复杂,不易求得极限,此时区间及i ζ的选取将决定极限的形式是否容易求。
[],a b 的划分特化:当在[]0,1,把[]0,1分成n 等份,[]11,,i i i i x x n n --⎡⎤=⎢⎣⎦,得到n 个长度都为1n,此时无需引入参数λ,只需n →∞即可表示每个小区间足够小。
高数中极限和定积分的关系在高等数学中,极限和定积分是两个非常重要且密切相关的概念。
下面我们来探讨一下二者之间的关系:一、极限与定积分的定义1. 极限极限是一种数学概念,它描述函数在某一点附近的行为。
也就是说,当自变量趋近于某个值时,函数的取值会越来越接近一个固定的值。
通常用极限符号 $\lim$ 来表示。
2. 定积分定积分是一种有限积分,它是对于一个给定的函数,从区间 $a$ 到$b$ 的积分值。
通常表示为 $\int^b_a f(x)dx$,其中 $f(x)$ 是要积分的函数,$a$ 和 $b$ 是积分区间。
二、极限和定积分之间的关系1. 基本思路极限和定积分虽然看上去没有什么关系,但它们之间其实存在着密切的联系。
基本思路是,我们可以通过极限的方法来描述定积分的值。
2. 区间划分为了方便对定积分的处理,我们通常会将积分区间 $[a, b]$ 划分成$n$ 个小区间。
每个小区间的长度为 $\Delta x=\frac{b-a}{n}$,我们用$x0,x1,...,x_{n-1}$ 来表示各个小区间的左端点。
3. 极限的应用现在假设我们有一个函数 $f(x)$,我们可以将它在小区间 $[x_{i-1},x_{i}]$ 内进行连续的近似。
我们将把每个小区间的面积相加,此时利用极限的思想就可以得出定积分的值:$$\int^b_a f(x)dx=\lim_{n\to \infty}\sum^{n-1}_{i=0}f(x_i)\Delta x$$也就是说,将黎曼和中的 $\Delta x$ 取极限,可以求得定积分的值。
三、总结通过上述的讨论可知,极限和定积分在二者定义和应用方面存在着密切的联系。
利用极限的思想,我们可以更好地理解定积分的概念和计算方法,也可以更加深刻地认识微积分在数学中的重要性。
数列极限定积分求法数列极限和定积分是微积分中的两个重要概念。
数列极限用于描述数列中的值趋向于某个常数的情况,而定积分用于计算函数在某个区间上的面积。
在某些情况下,我们可以使用定积分的方法来求解数列极限。
下面将讨论数列极限与定积分的关系以及具体的求解方法。
首先,我们来讨论数列极限和定积分的关系。
当我们需要求解一个数列的极限时,我们可以将其转化为一个定积分,并通过计算定积分来求解数列极限。
具体的方法是将数列中的项表示为一个函数,并将其转化为函数在某个区间上的定积分。
通过计算该定积分,我们可以得到数列的极限。
这个方法在一些特定的数列中尤为有效,例如几何数列、调和数列等。
接下来,我们来介绍几个具体的求解数列极限的例子。
1. 求解几何数列的极限考虑几何数列$a_n=a_0 \cdot r^n$,其中$a_0$为首项,$r$为公比。
我们想要求解当$n$趋向于无穷大时,数列$a_n$的极限。
我们可以将几何数列转化为一个函数$f(x) = a_0 \cdot r^x$,其中$x$为实数。
然后我们要计算函数$f(x)$在区间$[0, +\infty)$上的定积分$\int_0^{+\infty} a_0 \cdot r^x dx$。
当$r$的绝对值小于1时,我们可以通过计算定积分得到数列的极限为$\frac{a_0}{1-r}$。
2. 求解调和数列的极限考虑调和数列$a_n = \frac{1}{n}$。
我们想要求解当$n$趋向于无穷大时,数列$a_n$的极限。
我们可以将调和数列转化为一个函数$f(x) = \frac{1}{x}$,然后计算函数$f(x)$在区间$[1, +\infty)$上的定积分$\int_1^{+\infty} \frac{1}{x} dx$。
通过计算该定积分,我们可以得到数列的极限为0。
通过以上两个例子,我们可以看到数列极限与定积分之间的关系。
在一些特定的情况下,我们可以通过将数列转化为函数的定积分来求解数列的极限。
定积分与极限结合例题当我们将定积分与极限结合时,通常是在计算无穷区间上的定积分或者在计算函数的面积时使用。
下面我将给出一个例题来说明如何将定积分与极限结合。
例题,计算函数 f(x) = 1/x 在区间[1, +∞) 上的定积分。
解答,首先,我们需要注意到函数 f(x) = 1/x 在 x = 0 处存在一个垂直渐近线。
因此,我们需要将区间[1, +∞) 分成两部分,即 [1, a] 和[a, +∞),其中 a 是一个大于 1 的任意实数。
对于区间 [1, a],函数 f(x) = 1/x 是连续的,因此可以直接计算定积分。
定积分的定义是将函数在区间上的每个小区间上的面积相加,当小区间的数量趋近于无穷时,就可以得到定积分的值。
在这里,我们可以将区间 [1, a] 平均分成 n 个小区间,每个小区间的宽度为Δx = (a 1)/n。
然后,我们可以选择每个小区间的一个代表点 xi,这样我们就可以将定积分表示为一个极限的形式:∫[1, a] 1/x dx = lim(n→∞) Σ[i=1 to n] (1/xi) Δx.接下来,我们需要计算极限。
注意到 xi 的取值范围是从 1 到a,我们可以选择xi = 1 + iΔx,其中 i = 0, 1, 2, ..., n。
代入到上式中,我们有。
∫[1, a] 1/x dx = lim(n→∞) Σ[i=1 to n] (1/(1 + iΔx)) Δx.将Δx = (a 1)/n 代入,我们有。
∫[1, a] 1/x dx = lim(n→∞) Σ[i=1 to n] (n/(n + i(a 1))) (a 1)/n.将求和符号展开并进行化简,我们有。
∫[1, a] 1/x dx = lim(n→∞) [(a 1)/n] Σ[i=1 to n](n/(n + i(a 1)))。
观察括号中的部分,我们可以发现这是一个 Riemann 和的形式。
当 n 趋近于无穷大时,这个 Riemann 和趋近于定积分的值。
定积分分割近似求和取极限定积分是微积分的重要概念,它可以被理解为曲线与坐标轴之间的面积。
而分割近似求和是一种将曲线分割为许多小矩形,并求和这些小矩形面积的方法。
在本次任务中,我们将探讨如何使用定积分的分割近似求和方法来取极限。
定积分与分割近似求和定积分是对曲线所围成的面积进行求解的一种方法。
对于函数f(x),我们可以将其图像与x轴围成的区域分割成许多小矩形,然后求和这些小矩形的面积。
将这个过程表示为极限形式,即可得到定积分的形式:∫f b a (x)dx=limn→∞∑fni=1(x i)Δx其中,a和b是积分的上下限,f(x)是被积函数,n是分割的份数,Δx是每个小矩形的宽度,x_i是每个小矩形的横坐标。
分割近似求和的步骤分割近似求和的思路是将定积分中的曲线区域分割为若干个小矩形,并且逐步增加小矩形的数量,使得小矩形的宽度逐渐趋近于0,从而使求和的结果趋近于定积分的值。
下面是分割近似求和的具体步骤:1.确定积分的上下限:首先需要确定定积分的上下限a和b,这将决定了被积函数f(x)在[a, b]区间内的取值范围。
2.选择分割份数:其次需要选择分割份数n,这将决定了将曲线区域分割成多少个小矩形。
通常情况下,n的取值越大,分割的越细,得到的结果越接近定积分的值。
3.计算小矩形的宽度:根据分割份数n和积分的上下限a、b,可以计算出每个小矩形的宽度Δx。
Δx的计算公式为:Δx=b−a n4.计算每个小矩形的高度:根据被积函数f(x)的表达式,可以根据小矩形的横坐标x_i计算出其对应的纵坐标f(x_i)。
5.计算小矩形的面积:将每个小矩形的宽度Δx与对应的高度f(x_i)相乘,即可得到每个小矩形的面积。
然后将所有小矩形的面积求和,得到近似的定积分结果。
6.求和取极限:通过逐步增加分割份数n,并不断缩小小矩形的宽度Δx,可以使得分割近似求和的结果逼近定积分的值。
当分割份数n趋近于无穷大时,即可取得近似的极限值。
积分求极限的方法在微积分中,求解极限是一个重要的概念和技巧。
其中,积分是一种常用的方法之一。
本文将介绍以积分求解极限的方法,并通过具体的例子进行说明。
一、定积分的定义在介绍以积分求极限的方法之前,我们首先回顾一下定积分的定义。
对于一个函数f(x),在闭区间[a, b]上的定积分可以表示为:∫[a,b] f(x)dx其中,积分号∫表示求和的意思,f(x)表示被积函数,dx表示求和的变量。
二、以积分求极限的方法以积分求极限的方法主要包括以下两个步骤:1. 将待求极限转化为积分形式;2. 利用定积分的性质和公式进行计算。
下面通过两个具体的例子来演示这个方法。
例子1:求极限lim(x→0) (sinx/x)。
我们将待求极限转化为积分形式。
根据三角函数的性质,我们知道:lim(x→0) (sinx/x) = lim(x→0) (∫[0,x] cosudu/u)接下来,我们利用定积分的性质和公式进行计算。
根据定积分的定义,我们可以将积分号∫展开,得到:lim(x→0) (∫[0,x] cosudu/u) = lim(x→0) (∫[0,x] cosu/u) - lim(x→0) (∫[0,x] cosv/v)其中,u和v是新的积分变量。
根据定积分的性质,我们可以将上式中的两个积分分别拆开,得到:lim(x→0) (∫[0,x] cosu/u) - lim(x→0) (∫[0,x] cosv/v) = ∫[0,0] cosudu/u - ∫[0,0] cosv/v根据定积分的性质,我们知道∫[0,0] f(x)dx = 0,因此上式可以化简为:∫[0,0] cosudu/u - ∫[0,0] cosv/v = 0 - 0 = 0因此,原极限lim(x→0) (sinx/x)的值为0。
例子2:求极限lim(n→∞) ∑(k=1 to n) (1/n)。
我们将待求极限转化为积分形式。
根据求和的性质,我们知道:lim(n→∞) ∑(k=1 to n) (1/n) = lim(n→∞) (1/n) ∑(k=1 to n) 1接下来,我们利用定积分的性质和公式进行计算。
数列极限定积分求法摘要:1.数列极限的定义与性质2.定积分的概念与性质3.数列极限定积分求法的应用4.举例说明数列极限定积分求法正文:1.数列极限的定义与性质数列极限是指,给定一个数列{a_n},如果存在一个常数L,对于任意正数ε,总存在正整数N,当n>N 时,|a_n-L|<ε,则称数列{a_n}收敛于L,记作lim(n→∞) a_n=L。
数列极限具有以下性质:(1)单调性:若a_n1<a_n2,则lim(n→∞) a_n1<=lim(n→∞) a_n2。
(2)有界性:若lim(n→∞) a_n=L,则对于任意正数M,总存在正整数N,当n>N 时,|a_n|<=M。
(3)保号性:若a_n>0,则lim(n→∞) a_n>=0;若a_n<0,则lim(n →∞) a_n<=0。
2.定积分的概念与性质定积分是指,给定一个函数f(x) 在区间[a, b] 上有界,则对于该函数在区间[a, b] 上的积分称为定积分,记作∫[a, b] f(x)dx。
定积分具有以下性质:(1)线性性:若f(x) 和g(x) 都在[a, b] 上有界,则∫[a, b](f(x)+g(x))dx=∫[a, b] f(x)dx+∫[a, b] g(x)dx。
(2)连续性:若f(x) 在[a, b] 上连续,则∫[a, b] f(x)dx 存在。
(3)可积性:若f(x) 在[a, b] 上有界,则f(x) 在[a, b] 上可积,即存在一个常数M,使得对于任意正数ε,总存在正整数N,当n>N 时,∫[a, b] |f(x)|dx<=Mε。
3.数列极限定积分求法的应用在求解定积分时,我们可以利用数列极限来解决。
具体步骤如下:(1)将函数f(x) 在区间[a, b] 上划分为若干子区间,每个子区间选取一个代表点ξ,计算函数在这些代表点处的值与子区间长度的乘积之和。
专题1——利用定积分定义求极限 对于满足如下条件的极限,可以考虑采用利用定积分定义求极限的方法:① 是n →∞时的极限② 极限运算中含有连加符号1n i =∑在定积分的定义中,我们把区间[,]a b 平均分成n 个小区间(定积分的定义中是任意分割区间[,]a b ,我们当然可以平均分割),那么每个小区间的长度为b a n-(即定义中的i x ∆),这n 个小区间分别为[,]b a a a n -+,[,2]b a b a a a n n --++,[2,3]b a b a a a n n--++,……,[(2),(1)]b a b a a n a n n n --+-+-,[(1),]b a a n b n-+-,在定义中每个小区间上任意取的i ξ我们一致取为每个小区间的右端点i b a a i n ξ-=+(也可以取左端点(1)i b a a i n ξ-=+-),那么定义中的1()n i ii f x ξ=∆∑就变为1()n i b a b a f a i n n =--+∑,那么1lim ()()n b a n i b a b a f a i f x dx n n →∞=--+=∑⎰。
(取左端点时1lim ((1))()n b a n i b a b a f a i f x dx n n→∞=--+-=∑⎰) 注意:定积分的定义中0λ→表示的意思是把区间分割为无线个小区间(n →∞也表示把区间分割成无数个小区间,但是在任意分割的前提下,不能用n →∞来表示把区间分割成无数个小区间,这里的原因我是理解的,但是不好表述,你清楚结论就行了),当分割方式为均等分割时,n →∞就表示把区间分割成无数个小区间,所以这里是1lim ()()n b a n i b a b a f a i f x dx n n →∞=--+=∑⎰,而不是01lim ()()n b a i b a b a f a i f x dx n n λ→=--+=∑⎰。
. 1 / 16'. 定积分在求极限中的应用 1、知识准备 1.1绪论 微积分学在大学的数学学习中占有相当重要的地位.然而,求极限又是微积分学中常常要面临的问题.因此,积累更多求极限的方法应是每位大学生必备的素养. 求极限的方法层出不穷,最常用的方法有极限的定义和性质,重要极限的结论,洛必达法则以及泰勒公式等.应用极限的定义时,往往是在极限的结果已经比较明显,只需要根据极限的定义把相关式子进行放缩便可得到相应的结果.但是,这种方法一方面叙述上比较麻烦,另一方面也只适用于看上去容易放缩的式子.重要极限的结论形式上要求非常严格,
也只能解决两种形式的极限问题.洛必达法则是用于解决“00”型的极限和“”型极限的.
泰勒公式适宜于解决求分式极限中分子或分母有加减运算的问题,通过泰勒展式后可以达到某些项抵消效果.但若仔细观察这些方法,其特点不是表达较繁琐就是仅仅应用到微分学知识.事实上,微分学和积分学的关系正如中小学时代学习过的加法与减法,乘法与除法,乘方与开方以及幂运算与取对数运算的关系一样,他们互为逆运算.倘若也能用到积分学知识来解决求极限的问题,那么求极限的方法才算完美.而利用定积分求极限正体现了这一理念. 1.2定积分的概念 下面首先让我们回顾一下定积分以及极限的定义:
定积分:设函数()fx在闭区间,ab上有定义,在闭区间,ab内任意插入n-1个分点将
,ab分成n个区间[,]xiixx,记(1,2,,iiixxxinL),1[,]iixx,作乘积()iifx(称
为积分元),把这些乘积相加得到和式1()niiifx(称为积分形式)设max:1ixin,若01lim()niiifx极限存在唯一且该极限值与区是,ab的分法
及分点i的取法无关,则称这个唯一的极限值为函数()fx在,ab上的定积分,记作b a ()fxdx,即01()lim()nbaiiifxdxfx.否则称()fx在,ab上不可积.
注1:由牛顿莱布尼兹公式知,计算定积分与原函数有关,故这里借助了不定积分的符号.
注2:若()bafxdx存在,区间,ab进行特殊分割,分点i进行特殊的取法得到的和式极限存在且与定积分的值相等,但反之不成立,这种思想在考题中经常出现,请读者要真正理. 2 / 16'. 解. 注3:定积分是否存在或者值是多少只与被积函数式和积分区间有关与积分变量用
什么字母表示无关,即()()().bbbaaafxdxftdtfudu 仔细观察定积分的定义,我们一定会发现定积分的极限有以下两个特征.第一,定积分是无穷项和式的极限,容易知道一般项在项数趋近于无穷大时极限值必然趋近于零,否则和式极限不存在.第二,定积分与某一连续函数有紧密的关系,它的一般项受到这一连续函数的约束,它是连续函数在某个区间上进行了无穷的分割,各小区间上任意的函数值与区间长度的乘积的累加. 对于极限,大学主要学习了数列的极限和函数的极限.数列的极限是用于解决离散的自然数的相关极限,而函数的极限则主要用于解决连续函数的相关极限.那么就让我们先一一来回忆它们吧! 1.3极限的概念 数列的极限
设na为数列, a为实数,若对任给的正数,总存在正整数N,使得当nN时有
||naa, 则称数列na收敛于a,实数a称为数列na的极限,并记作limnnaa或()naan.
(读作:当n趋于无穷大时, na的极限等于a或na趋于a).由于n限于取正整数,所以在数列极限的记号中把n写成n,即limnnaa或()naan. 若数列na没有极限,则称na不收敛,或称na为发散数列. 注1:关于:①的任意性.定义1中的正数的作用在于衡量数列通项na与常数a的接近程度,越小,表示接近得越好;而正数可以任意小,说明na与常数a可以接近到任何程度;②的暂时固定性.尽管有其任意性,但一经给出,就暂时地被确定下来,以便依靠它来求出N;③的多值性.既是任意小的正数,那么2,3,2等等,同样也是任意小的正数,因此定义1中的不等式||naa中的可用2,3,2等来代替.从而“||naa”可用“||naa”代替;④正由于是任意小的正数,我们可以限定小于一个确定的正数. 注2:关于N:①相应性,一般地, N随的变小而变大,因此常把N定义作()N来强调, N是依赖于的;一经给定,就可以找到一个N;②N多值性N的相应性并不意味. 3 / 16'. 着N是由唯一确定的,因为对给定的,若100N时能使得当nN时,有||naa,则101N或更大的数时此不等式自然成立.所以N不是唯一的.事实上,在许多场合下,最重要的是N的存在性,而不是它的值有多大.基于此,在实际使用中的N也不必限于自然数,只要N是正数即可;而且把“nN”改为“nN”也无妨. 函数的极限
设函数()fx在点0x的某一去心邻域内有定义.如果存在常数A,对于任意给定的正
数(不论它有多么小),总存在某正数,使得当x满足不等式00xx时,对应的函数值()fx都满足不等式()fxA,那么常数A就叫做函数()fx当0xx时的极限,记为00lim()()()xxfxAfxAxx或当. 可以看出,数列极限与函数极限定义的思想是一致的,都是相应的某个表达上的值无限地接近某个常数值.不同的是数列是离散的,数列中的项在跳跃式地接近,而函数是连续的,函数值在逐渐地接近,但二者都能与相应的常数值以任意程度地接近. 2、定积分与极限 2.1定积分在求极限中应用概述 不难看出,无论是数列的极限还是函数的极限,它们都与定积分的定义存在着千丝万缕的关系,那么就让我们来揭晓它们之间玄机与奥秘吧.
事实上,定积分的定义中蕴含着一列数{()iifx}的和,并且只要ix充分地小,和式
1()niiifx就可以任意地接近确定的实数J=()bafxdx,这正是极限思想的存在,即
1lim()J()nbiianifxfxdx.这就为我们求极限提供了一种独特而有力的方法——利
用定积分求极限.因为在积分学中有大量的积分公式,所以我们运用之解决众多类型的和式极限. 2.2定积分求极限中应用思想的形成 先让我们看一个简单的例子:
例1.求极限111lim()122nJnnn….
分析:此极限式的求解,不容易直接用极限的定义解决,因为该法往往是用来一边计算一边证明某个极限结果已经比较明显的问题,因此这里不适合;重要极限的结论显然也在这里没有用武之地,因为形式上根本不同;再考虑洛必达法则,它不是无穷比无穷型的极限也非零比零型的极限,也不可能用到此法;那么泰勒公式呢?泰勒公式往往是用来解决连. 4 / 16'. 续函数的极限问题,通过泰勒展式往往能把非多项式形式的表达式转化成多项式形式,以简化形式从而求解,看来这里也不适用.那是不是就没有什么合适的办法了呢?答案当然是否定的,事实上,它从形式上与定积分的定义还是有一些相像的,那么就让我们尝试用定积分的办法来解决这个问题吧! 解:把此极限式转化为某个积分形式,从而计算定积分.为此做如下变形:
111lim1nniJinn.
不难看出,其中的和式是函数1()1fxx在区间0,1上的一个积分和(这里取得是等量分割,11,[,],1,2,iiiiixinnnnn…).所以, J=11001ln(1=ln21dxxx). 从该例题的解法中可以看出,本题的关键是将极限和转化为积分和,从而利用了定积分将所求极限迎刃而解.于是,我们可以总结出定积分在求极限中应用的一般方法步骤:
Sept1将和式极限1lim()nnigi经过变形,使其成为积分形式1lim()niinifx.这里常
取11,[,],1,2,iiiiixinnnnn…; Sept2确定积分函数的上下限.
a=lim(ini取第一个值)lim(inbi取最后一个值); Sept3用x代换i,写出定积分表达式()bafxdx,并求出原极限的值.
通过以上的一般方法步骤,我们在面对无穷项和式的极限问题时就有方可依,有法可循了.现在让我们再来看一个例子,并从中仔细体会以上方法步骤. 例2.求极限222222111lim(12nnnnnn…+).
解:Sept1 化和式极限为积分形式.
原极限=22211111limlim1(nnnniiininn).
显然,这里1,(iiixnn即是进行N等分),被积函数可看成21fx,1,2,.1+inx… Sept2 确定积分函数上下限. 1alim0(,1),lim0(,).iinniniibinnnn取取n