高等数学求极限的17种常用方法(附例题和详解)
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高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)在高等数学中,求极限是一个基础而重要的概念,它在各个数学领域都有广泛的应用。
本文将介绍一些常用的方法,以及针对这些方法的例题和详细解析。
I. 无穷小量法无穷小量法是求解极限最常见的方法之一。
它的基本思想是将待求极限转化为无穷小量之间的比较。
下面通过一个例题来说明这个方法。
例题1:求极限lim(x→0) (sin x) / x解析:考虑当 x 趋近于 0 时,sin x 和 x 的关系。
根据三角函数的极限性质,我们知道 sin x / x 的极限为 1。
因此,原式可以看作(sin x) / x ≈ 1,即它在 x 趋近于 0 时趋近于 1。
故lim(x→0) (sin x) / x = 1.II. 夹逼法夹逼法也是常用的求解极限的方法,它适用于求解含有不等式的极限问题。
下面通过一个例题来说明夹逼法的思想。
例题2:求极限lim(x→0) x^2sin(1/x)解析:首先,我们要注意到 x^2sin(1/x) 的取值范围在 [-x^2, x^2] 之间,因为 -1 ≤sin(θ) ≤ 1 对任意θ 成立。
然后,我们可以利用夹逼法,将 x^2sin(1/x) 夹逼在 0 和 0 之间。
也就是说,对于任何 x,都有 -x^2 ≤ x^2sin(1/x) ≤ x^2。
根据夹逼定理,当 x 趋近于 0 时,x^2sin(1/x) 的极限为 0。
故lim(x→0) x^2sin(1/x) = 0.III. 泰勒展开法泰勒展开法是一种将函数在某点附近进行多项式逼近的方法,它可以帮助我们求解一些复杂的极限问题。
下面通过一个例题来说明泰勒展开法的应用。
例题3:求极限lim(x→0) (e^x - 1) / x解析:考虑函数 f(x) = e^x 在 x = 0 处的泰勒展开式:f(x) = f(0) + f'(0)x + f''(0)x^2 / 2! + f'''(0)x^3 / 3! + ...其中,f'(0)表示 f(x) 在 x = 0 处的导数,依次类推。
16种求极限方法及一般题型解题思路分享求极限是微积分中的重要内容之一,常见于各种数学和工程科学中。
为了求出一个函数在某一点的极限,需要使用合适的方法。
下面介绍16种常用的求极限方法,以及一般题型解题思路。
一、直接代入法对于多项式函数和分式函数,可以直接将自变量代入函数表达式中计算极限。
例如,求函数 f(x) = 2x + 3 在 x = 1 处的极限,直接代入即可得到结果。
二、分解因式法对于分式函数,可以通过分解因式来简化计算,特别适用于分子和分母都是多项式的情况。
例如,求函数 f(x) = (x^2 - 1)/(x - 1) 在 x = 1 处的极限,可以将分子进行因式分解,得到 f(x) = (x - 1)(x + 1)/(x - 1),然后约去公因式,即可得到结果。
三、夹逼定理夹逼定理用于解决复杂函数在某一点处的极限问题。
如果一个函数在某一点附近被两个其他函数夹住,并且这两个函数的极限都存在且相等,那么原函数的极限也存在且等于这个相等的极限。
例如,对于函数 f(x) = x*sin(1/x),当 x 趋近于 0 时,f(x) 被两个函数 g(x) = x 和 h(x) = -x 夹住,且 g(x) 和 h(x) 的极限都是 0,所以 f(x) 的极限也是 0。
四、变量代换法第1页/共5页对于一些特殊的函数,可以通过变量代换来简化计算。
例如,对于函数f(x) = sin(1/√x),当 x 趋近于 0 时,可以将√x = t,那么 x = t^2,且当 x 趋近于 0 时,t 也趋近于 0,所以求 f(x) 在 x = 0 处的极限可以转化为求 g(t) = sin(1/t) 在 t = 0 处的极限。
五、洛必达法则洛必达法则是一种常用的求函数极限的方法,特别适用于形如 0/0 或∞/∞的不定式。
根据洛必达法则,如果一个不定式的分子和分母的极限都存在且为 0 或∞,那么可以分别对分子和分母求导后再次求极限,直到找到一个不是 0/0 或∞/∞的形式。
千里之行,始于足下。
高数中求极限的16种方法在高等数学中,求极限是一个格外重要的技巧和考点。
为了解决各种极限问题,数学家们总结出了很多方法和技巧。
以下是高数中求极限的16种方法:1.代换法:将极限中的变量进行代换,使其变成简洁计算的形式。
2.夹逼准则:当函数处于两个已知函数之间时,可以通过比较已知函数的极限来确定未知函数的极限。
3.无穷小量比较法:比较两个函数的无穷小量的大小,以确定它们的极限。
4.利用函数性质:利用函数的对称性、奇偶性等性质来计算极限。
5.利用恒等变形:将极限式子进行恒等变形,以将其转化为简洁计算的形式。
6.利用泰勒开放:将函数开放成无穷级数的形式,以求出极限。
7.利用洛必达法则:对于某些不定型的极限,可以利用洛必达法则将其转化为可计算的形式。
8.利用级数或累次求和:将极限式子转化为级数或累次求和的形式,以求出极限。
9.利用积分计算:将极限式子进行积分计算,以求出极限。
10.利用微分方程:将极限问题转化为求解微分方程的问题,以求出极限。
第1页/共2页锲而不舍,金石可镂。
11.利用积素等价:将极限式子进行积素等价,以求出极限。
12.利用无穷增减变异法:通过凑出一个等价变形,将极限问题转化为比较某些函数值的大小。
13.利用不等式:通过找到合适的不等式,对函数进行估量,以求得极限。
14.利用递推公式:对于递归定义的函数,可以通过递推公式求出极限。
15.利用导数性质:利用函数的导数性质,对极限进行计算。
16.利用对数和指数函数的性质:利用对数和指数函数的特性,求出极限。
除了上述方法外,还有很多其他的方法和技巧,可以依据具体问题来选择使用。
这些方法和技巧的使用需要机敏把握,通过大量的练习和思考,可以在求解极限问题中得到娴熟应用。
高数中求极限的16种方法——好东西首先对极限的总结如下:极限的保号性很重要,就是说在一定区间内,函数的正负与极限一致一、极限分为一般极限,还有数列极限,(区别在于数列极限发散,是一般极限的一种)二、求极限的方法如下:1 .等价无穷小的转化,(一般只能在乘除时候使用,在加减时候用必须证明拆分后极限依然存在) e的X次方-1 或者(1+x)的a次方-1等价于Ax 等等。
全部熟记(x趋近无穷的时候还原成无穷小)2.罗比达法则(大题目有时候会有暗示,要你使用这个方法)首先他的使用有严格的使用前提,必须是 X趋近而不是N趋近!所以面对数列极限时候先要转化成求x趋近情况下的极限,当然n趋近是x趋近的一种情况而已,是必要条件还有一点数列极限的n当然是趋近于正无穷的不可能是负无穷!必须是函数的导数要存在!必须是 0比0 无穷大比无穷大!当然还要注意分母不能为0注意:罗比达法则分为3种情况0比0,无穷比无穷的时候直接用;0乘以无穷,无穷减去无穷(应为无穷大于无穷小成倒数的关系)所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。
通项之后这样就能变成1中的形式了;0的0次方,1的无穷次方,无穷的0次方;对于(指数幂数)方程,方法主要是取指数还取对数的方法,这样就能把幂上的函数移下来了,就是写成0与无穷的形式了,(这就是为什么只有3种形式的原因, LNx两端都趋近于无穷时候他的幂移下来趋近于0 当他的幂移下来趋近于无穷的时候LNX趋近于0)3.泰勒公式(含有e的x次方的时候,尤其是含有正余弦的加减的时候要特别注意!!!!)E的x展开,sina 展开,cos 展开,ln1+x展开,对题目简化有很好帮助4.面对无穷大比上无穷大形式的解决办法取大头原则,最大项除分子分母!!!!!!!!!!!5.无穷小于有界函数的处理办法面对复杂函数时候,尤其是正余旋的复杂函数与其他函数相乘的时候,一定要注意这个方法。
面对非常复杂的函数可能只需要知道它的范围结果就出来了!!!6.夹逼定理(主要对付数列极限!)这个主要是看见极限中的函数是方程相除的形式,放缩和扩大。
高等数学求极限的14种方法一、极限的定义1、极限的保号性很重要:设A x f x x =→)(lim 0,(i)若A 0>,则有0>δ,使得当δ<-<||00x x 时,0)(>x f ; (ii)若有,0>δ使得当δ<-<||00x x 时,0A ,0)(≥≥则x f 。
2、极限分为函数极限、数列极限,其中函数极限又分为∞→x 时函数的极限与0x x →的极限。
要特别注意判定极限就是否存在在:(i)数列{}的充要条件收敛于a n x 就是它的所有子数列均收敛于a 。
常用的就是其推论,即“一个数列收敛于a 的充要条件就是其奇子列与偶子列都收敛于a ”(ii)A x x f x A x f x =+∞→=-∞→⇔=∞→limlimlim)()((iii)A x x x x A x f x x =→=→⇔=→+-lim lim lim 0)((iv)单调有界准则(v)两边夹挤准则(夹逼定理/夹逼原理)(vi)柯西收敛准则(不需要掌握)。
极限)(lim 0x f x x →存在的充分必要条件就是:εδεδ<-∈>∃>∀|)()(|)(,0,021021x f x f x U x x o时,恒有、使得当二.解决极限的方法如下:1、等价无穷小代换。
只能在乘除..时候使用。
例题略。
2、洛必达(L’ho spital)法则(大题目有时候会有暗示要您使用这个方法)它的使用有严格的使用前提。
首先必须就是X 趋近,而不就是N 趋近,所以面对数列极限时候先要转化成求x 趋近情况下的极限,数列极限的n 当然就是趋近于正无穷的,不可能就是负无穷。
其次,必须就是函数的导数要存在,假如告诉f(x)、g(x),没告诉就是否可导,不可直接用洛必达法则。
另外,必须就是“0比0”或“无穷大比无穷大”,并且注意导数分母不能为0。
洛必达法则分为3种情况:(i)“00”“∞∞”时候直接用 (ii)“∞•0”“∞-∞”,应为无穷大与无穷小成倒数的关系,所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。
求极限的各种方法及解析1.约去零因子求极限例1:求极限11lim 41--→x x x 【说明】1→x 表明1与x 无限接近,但1≠x ,所以1-x 这一零因子可以约去。
【解】6)1)(1(lim 1)1)(1)(1(lim2121=++=-++-→→x x x x x x x x =4 2.分子分母同除求极限例2:求极限13lim 323+-∞→x x x x 【说明】∞∞型且分子分母都以多项式给出的极限,可通过分子分母同除来求。
【解】3131lim 13lim 311323=+-=+-∞→∞→x xx x x x x 【注】(1) 一般分子分母同除x 的最高次方;(2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=<∞>=++++++----∞→nm b a n m n m b x b x b a x a x a nnm m m m n n n n x 0lim 0110113.分子(母)有理化求极限例3:求极限)13(lim 22+-++∞→x x x 【说明】分子或分母有理化求极限,是通过有理化化去无理式。
【解】13)13)(13(lim )13(lim 22222222+++++++-+=+-++∞→+∞→x x x x x x x x x x0132lim22=+++=+∞→x x x例4:求极限30sin 1tan 1limxxx x +-+→ 【解】xx x xx x x x x x sin 1tan 1sin tan lim sin 1tan 1lim3030+-+-=+-+→→ 41sin tan lim 21sin tan limsin 1tan 11lim30300=-=-+++=→→→x x x x x x xx x x x【注】本题除了使用分子有理化方法外,及时分离极限式中的非........零因子...是解题的关键 4.应用两个重要极限求极限两个重要极限是1sin lim0=→xxx 和e x nx x x n n x x =+=+=+→∞→∞→10)1(lim )11(lim )11(lim ,第一个重要极限过于简单且可通过等价无穷小来实现。
求极限的各种方法1.约去零因子求极限例1:求极限11lim 41--→x x x【说明】1→x 表明1与x 无限接近,但1≠x ,所以1-x 这一零因子可以约去。
【解】6)1)(1(lim 1)1)(1)(1(lim2121=++=-++-→→x x x x x x x x =4 2.分子分母同除求极限例2:求极限13lim 323+-∞→x x x x【说明】∞∞型且分子分母都以多项式给出的极限,可通过分子分母同除来求。
【解】3131lim 13lim 311323=+-=+-∞→∞→x xx x x x x 【注】(1) 一般分子分母同除x 的最高次方;(2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=<∞>=++++++----∞→nm b a n m n m b x b x b a x a x a n nm m m m n n n n x 0lim 011011ΛΛ3.分子(母)有理化求极限例3:求极限)13(lim 22+-++∞→x x x【说明】分子或分母有理化求极限,是通过有理化化去无理式。
【解】13)13)(13(lim)13(lim 22222222+++++++-+=+-++∞→+∞→x x x x x x x x x x0132lim22=+++=+∞→x x x例4:求极限3sin 1tan 1limxxx x +-+→ 【解】xx x xx x x x x x sin 1tan 1sin tan lim sin 1tan 1lim3030+-+-=+-+→→ 41sin tan lim 21sin tan limsin 1tan 11lim30300=-=-+++=→→→x x x x x x xx x x x 【注】本题除了使用分子有理化方法外,及时分离极限式中的非零因子...........是解题的关键4.应用两个重要极限求极限两个重要极限是1sin lim 0=→xxx 和e x n x x x n n x x =+=+=+→∞→∞→10)1(lim )11(lim )11(lim ,第一个重要极限过于简单且可通过等价无穷小来实现。
求极限的各种方法1.约去零因子求极限例1:求极限11lim 41--→x x x【说明】1→x 表明1与x 无限接近,但1≠x ,所以1-x 这一零因子可以约去。
【解】6)1)(1(lim 1)1)(1)(1(lim2121=++=-++-→→x x x x x x x x =4 2.分子分母同除求极限例2:求极限13lim 323+-∞→x x x x【说明】∞∞型且分子分母都以多项式给出的极限,可通过分子分母同除来求。
【解】3131lim 13lim 311323=+-=+-∞→∞→x xx x x x x 【注】(1) 一般分子分母同除x 的最高次方;(2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=<∞>=++++++----∞→nm b a n m n m b x b x b a x a x a n nm m m m n n n n x 0lim 011011 3.分子(母)有理化求极限例3:求极限)13(lim 22+-++∞→x x x【说明】分子或分母有理化求极限,是通过有理化化去无理式。
【解】13)13)(13(lim)13(lim 22222222+++++++-+=+-++∞→+∞→x x x x x x x x x x0132lim22=+++=+∞→x x x例4:求极限3sin 1tan 1limxxx x +-+→ 【解】)sin 1tan 1(sin tan lim sin 1tan 1lim3030x x x xx x x x x x +++-=+-+→→41sin tan lim 21sin tan limsin 1tan 11lim30300=-=-+++=→→→x x x x x x xx x x x 【注】本题除了使用分子有理化方法外,及时分离极限式中的非零因子...........是解题的关键4.应用两个重要极限求极限两个重要极限是1sin lim 0=→xxx 和e x n x x x n n x x =+=+=+→∞→∞→10)1(lim )11(lim )11(lim ,第一个重要极限过于简单且可通过等价无穷小来实现。