极限求法总结
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极限的求法
1、利用极限的定义求极限
2、直接代入法求极限
3、利用函数的连续性求极限
4、利用单调有界原理求极限
5、利用极限的四则运算性质求极限 6. 利用无穷小的性质求极限 7、无穷小量分出法求极限 8、消去零因子法求极限 9、 利用拆项法技巧求极限 10、换元法求极限
11、利用夹逼准则求极限[3] 12、利用中值定理求极限 13、 利用罗必塔法则求极限 14、利用定积分求和式的极限 15、利用泰勒展开式求极限 16、分段函数的极限
1、利用极限的定义求极限
用定义法证明极限,必须有一先决条件,即事先得知道极限的猜测值A ,这种情况一般较困难推测出,只能对一些比较简单的数列或函数推测分析出极限值,然后再去用定义法去证明,在这个过程中,放缩法和含绝对值的不等式总是密切相连的。
例:()0
lim x x f x A →=的ε-δ 定义是指:∀ε>0, ∃δ=δ(0x ,ε)>0,0<|x-0x |
<δ⇒|f(x)-A|<ε 为了求δ 可先对0x 的邻域半径适当限制, 如然后适当放大|f(x)-A |≤φ(x) (必然保证φ(x)为无穷小),此时往往要用含绝对值的不等式:
|x+a |=|(x-0x )+(0x +a)|≤|x-0x |+|0x +a|<|0x +a |+δ1 域|x+a|=|(x-0x )+(0x +a)|≥|0x +a|-|x-0x |>|0x +a|-δ1 从φ(x)<δ2,求出δ2后,
取δ=min(δ1,δ2),当0<|x-0x |<δ 时,就有|f(x)-A|<ε.
例:设lim n n x a →∞
=则有12 (i)
n
n x x x a n
→∞++=.
证明:因为lim n n x a →∞
=,对110()N N εε∀>∃=,,当1n N >时,-2
n x a ε
∣∣<于是当
1n N >时,1212......n n x x x x x x na a n n
+++∣+++-∣
∣-∣=
0ε<<1
其中112N A x a x a x =∣-∣+∣-∣+∣-α∣是一个定数,再由
2
A n ε
<,解得2A
n ε>
,故取12max ,A N N ε⎧⎫
⎡⎤=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭
12...+=22n x x x n N n εεε+++>-α<当时,。
2、 直接代入法求极限
适用于分子、分母的极限不同时为零或不同时为
例 1. 求. 分析由于,
所以采用直接代入法.
解 原式=
3、利用函数的连续性求极限
定理[2]:一切连续函数在其定义区间内的点处都连续,即如果0x 是函数)(x f 的定义区间内的一点,则有)()(lim 00
x f x f x x =→。
一切初等函数在其定义域内都是连续的,如果()f x 是初等函数,0x 是其定义域内一点,则求极限0
lim ()x x f x →时,可把0x 代入()f x 中计算出函数值,即
lim ()x x f x →=0()f x 。
对于连续函数的复合函数有这样的定理:若()u x φ=在0x 连续且00()u x φ=,
()y f u =在0u 处连续,则复合函数[()]y f x φ=在0x 处也连续,从而
lim o x xo
f x f x φφ→[()]=[()]或lim lim x xo
x xo
f x f x φφ→→[()]=()。
例:2
lim ln sin x x π
→
解:复合函数=2x π在处是连续的,即有2
lim ln sin =ln sin ln102x x ππ
→
==
4、利用单调有界原理求极限
这种方法是利用定理:单调有界数列必有极限,先判断极限存在,进而求极限。
例:求lim ...n a a a →∞
+
解:令...n x a a a =+++,则1n n x a x +=+, a a a +>,即1n n x x +>,所以数列{}n x 单调递增,由单调有界定理知,lim ...n a a a →∞
+有限,并设为A ,
1lim lim n n
n n x a x +→∞
→∞
=+,即114,2
a
A a A +++=
A=,所以
114lim (2)
n a
a a a →∞
+++=
。
5、利用极限的四则运算性质求极限
定理[1]:若极限0
lim ()x x f x →和0
lim ()x x g x →都存在,则函数)(x f ±)(x g ,)()(x g x f ⋅当
0x x →时也存在且
①[]0
lim ()()lim ()lim ()x x x x x x f x g x f x g x →→→±=±
②[]0
lim ()()lim ()lim ()x x x x x x f x g x f x g x →→→⋅=⋅
又若c ≠0,则)()(x g x f 在0x x →时也存在,且有0
00
lim ()()lim ()lim ()
x x
x x x x f x f x g x g x →→→=. 利用该种方法求极限方法简单,但要注意条件是每项或每个因子极限存在,
一般情况所给的变量都不满足这个条件, 例如出现00,∞
∞
,∞-∞ 等情况,都
不能直接运用四则运算法则,必须对变量进行变形。变形时经常用到因式分解、有理化的运算以及三角函数的有关公式。
总的说来,就是函数的和、差、积、商的极限等于函数极限的和、差、积、商。
例:求3131
lim 11x x x
→---()
解:由于当→x 1时,331x -与1
1x
-的极限都不存在,故不能利用“极限的和等
于和的极限”这一法则,先可进行化简
23322
313(1)(1)(2)(2)
=111-(1)(1)(1)
x x x x x x x x x x x x x -++-++-==---++++这样得到的新函数当1x →时,分子分母都有极限且分母的极限不为零,可用商的极限法则,即
321131(2)lim =lim =111(1)
x x x x x x x →→+---++()