高等数学求极限的常用方法(附例题和详解) (2)
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求极限的方法总结及例题求极限是微积分学探究函数变化规律的基础,也是微积分学最重要的概念之一。
在求极限的运算中,由于函数的特殊性,其结果有可能是一个常数、一个变量或者无穷大,因此,求极限的计算要建立在对偏导数的理解和计算上,即在计算极限之前,首先要掌握偏导数的概念和计算方法。
一般来说,有三种常见的求极限方法:1、基本形式求极限;这种方法是指函数表达式本身具有特定性,可以用固定的简单运算公式直接求出极限值。
例如:当x趋向于0时,lim x→0 (1-cosx/x2)= 1/22、恒等式转换求极限;这种方法是指通过给出函数的形式进行合理的变换,从而使函数表达式转换成可以直接求出极限值的公式,从而解决函数求极限的问题。
例如计算:lim x→0(sin2x/x)可以将该式化简进行转换:lim x→0(sin2x/x)= lim x→0(2sinxcosx/x)= lim x→0(2cosx/1)= 2* lim x→0 (cosx)由于cosx等于1,当x趋向于0时,极限结果为2。
3、洛必达法则求极限;洛必达法则是指在求函数极限时,可以根据函数的性质将原函数转换成另外一组函数,从而推出极限结果。
例如:计算:lim x→∞ (1+1/x)x可以把原本的函数,转换成另一函数,即:lim x→∞ (1+1/x)x= lim x→∞ x/x2= lim x→∞ 1/x= 0 以上所述就是求极限的三种常见的方法。
接下来,我们就以例题来试验一下这三种方法的使用。
例题1:求lim x→0 (sin2x/x)解:由上文所述,这种情况应使用恒等式转换求极限:可以将该式化简进行转换:lim x→0(sin2x/x)= lim x→0(2sinxcosx/x)= lim x→0(2cosx/1)= 2* lim x→0 (cosx)由于cosx等于1,当x趋向于0时,极限结果为2。
例题2:求lim x→∞ (1+1/x)x解:这种情况应使用洛必达法则:可以把原本的函数,转换成另一函数,即:lim x→∞ (1+1/x)x= lim x→∞ x/x2= lim x→∞ 1/x= 0 以上就是求极限的三种方法总结及例题分析。
求函数极限的方法总结及例题一、求函数极限的方法总结。
1. 代入法。
当函数在极限点处连续时,直接将极限点代入函数求值。
例如,对于函数f(x)=x + 1,求lim_x→2(x + 1),直接将x = 2代入,得到lim_x→2(x+1)=2 + 1=3。
2. 因式分解法。
适用于(0)/(0)型的极限。
例如,求lim_x→1frac{x^2-1}{x 1},将分子因式分解为(x + 1)(x 1),则原式=lim_x→1((x + 1)(x 1))/(x 1)=lim_x→1(x + 1)=2。
3. 有理化法。
对于含有根式的函数,通过有理化来消除根式。
例如,求lim_x→0(√(x+1)-1)/(x),分子分母同时乘以√(x + 1)+1进行有理化,得到lim_x→0((√(x + 1)-1)(√(x + 1)+1))/(x(√(x + 1)+1))=lim_x→0(x)/(x(√(x + 1)+1))=lim_x→0(1)/(√(x + 1)+1)=(1)/(2)。
4. 等价无穷小替换法。
当x→0时,sin xsim x,tan xsim x,ln(1 + x)sim x,e^x-1sim x等。
例如,求lim_x→0(sin2x)/(x),因为sin2xsim2x(x→0),所以lim_x→0(sin2x)/(x)=lim_x→0(2x)/(x)=2。
5. 洛必达法则。
对于(0)/(0)型或(∞)/(∞)型的极限,可对分子分母分别求导再求极限。
例如,求lim_x→0frac{e^x-1}{x},这是(0)/(0)型,根据洛必达法则,lim_x→0frac{e^x-1}{x}=lim_x→0frac{(e^x-1)'}{x'}=lim_x→0frac{e^x}{1}=1。
二、例题。
1. 例1。
求lim_x→3frac{x^2-9}{x 3}解析:这是(0)/(0)型极限,可先对分子因式分解,x^2-9=(x + 3)(x 3)。
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。
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13种方法(简叙)龘龖龍极限概念与求极限的运算贯穿了高等数学课程的始终,极限思想亦是高等数学的核心与基础,因此,全面掌握求极限的方法与技巧是高等数学的基本要求。
本篇较为全面地介绍了求数列极限与函数极限的各种方法,供同学参考。
一、利用恒等变形求极限利用恒等变形求极限是最基础的一种方法,但恒等变形灵活多变,令人难以琢磨。
常用的的恒等变形有:分式的分解、分子或分母有理化、三角函数的恒等变形、某些求和公式与求积公式的利用等。
例1、求极限)1...()1)(1(22lim na aa n +++∞→ ,其中1<a分析 由于积的极限等于极限的积这一法则只对有限个因子成立,因此,应先对其进行恒等变形。
解 因为)1...()1)(1(22na a a +++ =)1...()1)(1)(1(1122na a a a a +++-- =)1...()1)(1(11222na a a a ++-- =)1(1112+--n a a当∞→n 时,,21∞→+n 而1<a ,故从而,012→+n a)1...()1)(1(22lim naa a n +++∞→=a-11 二、利用变量代换求极限利用变量代换求极限的主要目的是化简原表达式,从而减少运算量,提高运算效率。
常用的变量代换有倒代换、整体代换、三角代换等。
例2、求极限11lim 1--→nmx x x ,其中m,n 为正整数。
分析 这是含根式的(00)型未定式,应先将其利用变量代换进行化简,再进一步计算极限。
解 令11,1→→=t x x t mn时,则当原式=mnt t t t t t t t t t t t m m n n m m n n t m n t =++++++=+++-+++-=----------→→1...1...)1...)(1()1...)(1(lim 11lim 2121212111 三、利用对数转换求极限利用对数转换求极限主要是通过公式,ln v u v e u ⋅=进行恒等变形,特别的情形,在(∞1)型未定式时可直接运用v u v e u ⋅-=)1( 例3、求极限ox →lim xx 2csc )(cos解 原式=ox →lim 21sin sin 21lim csc )1(cos 2202---==→ee e xx xx x四、利用夹逼准则求极限利用夹逼准则求极限主要应用于表达式易于放缩的情形。
旦,(n 1,2,),极限的求法与技巧极限是解决数学问题的一种有效的工具。
以下列举种方法,并附有例 题。
1. 运用极限的定义x 24 x 4 x 23x 2 x 2x 2 3x 2lim x 2x 22. 利用单调有界准则求极限此方法的解题程序为:1、 直接对通项进行分析或用数学归纳验证数列 a n 单调有界;2、 设a n 的极限存在,记为”ma n A 代入给定的表达式中,则该 式变为A 的代数方程,解之即得该数列的极限。
例:若序列a n 的项满足4 .. a (a 0)且a . 12例:用极限定义证明:limx3x 2 1x 2则当02 时,就有由函数极限定义有:预备知识:若数列a n 收敛,则a为有界数列,即存在正数M ,使得对一切正整数n ,有a n1 2ansin x ~ x,tan x ~ x, arcs in x ~ x arctan x ~ x,n1 x 1 ~ 1 x, e xn 1 - x, log a(1 x)〜xIn aa x 1 ~ x In a,试证a n有极限并求此极限。
解由a1.. a1a? a 〔2 a 1 2 a1a 2、a12a■, a a1 2 a1 a1用数学归纳法证明a k 一 a 需注意1 a k — ak2a 1 2 a k一 2a 2a k a 1—-a .a k 2 a k a k又a n a n 1 a n a2ana12 a n w2aa n为单调减函数且有下界。
令其极限为A由a n 1 a n aa n有:lim a n i n a a n即A丄A旦2 AA2 aA 、a (A 0)从而lim a n a . 3. 利用等价无穷小替换常用的等价无穷小关系:x 0,(III)若 B M 0 贝欢迎下载3___ 1J x 1 ~ 2x, (1 x) 1 ~ x, in(1 x)〜x,等价无穷小代换法设,’,,’都是同一极限过程中的无穷小量,且有:I〜,〜 , lim ―r 存在,则 lim — 也存在,且有lim — = lim2 22(x )1 cosx 21lim 2 2— x 0x sin x x x 2注:在利用等价无穷小做代换时,一般只在以乘积形式出现时 可以互换,若以和、差出现时,不要轻易代换,因为此时经过代换后, 往往改变了它的无穷小量之比的 阶数 4 .利用极限的四则运算法则极限的四则运算法则叙述如下: 若 lim f (x) A lim g(x) BX X QX x 0⑴ lim f (x) g(x) lim f(x) lim g(x) A Bx x ox x ox x o IIII lim f (x) g(x) lim f (x) lim g(x) A B x x ox x)X冷例:求极限limx 021 cosx~2~; 2~x sin x解:sin x 2 ~ x 2,2cosx(x 2)limx xf(x)g(x)lim f (x)X xoXin ?og(X)(IV ) lim c f (x) c lim f (x) cA (c 为常数)X xx X )上述性质对于X , X , X时也同样成立总的说来,就是函数的和、差、积、商的极限等于函数极限的和、 差、积、商。
谈极限运算的几种主要方法及例题分析极限是数学中一个非常重要的概念,广义上的极限是指无限接近而永远无法到达,数学中的极限是指某一个变量在变化的过程中,逐渐逼近某一个确定的数值,但是永远不能等于这个数值。
数学中的极限一般分为数列极限和函数极限,本文主要介绍函数极限及其求法。
1 函数极限的定义设函数f(x)在点x0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ε,存在正数δ,使得当x满足不等式0<|x-x0|<δ时,对应的函数值f(x)都满足不等式:f(x)-A|<ε。
那么常数A就叫作函数f(x)当x→x0时的极限,记作lim f(x)=A。
2 求函數极限的方法2.1利用连续性求极限设函数f(x)在某u(x0)内有定义,如果lim f(x)=f(x0).则称f(x)在x0连续。
反之,如果要求lim f(x),可以由以上等式直接求f(x)在x0处的函数值就可以。
例1求lim(3x2-x+ 7).解:由初等函数的连续性,将1直接代人函数中有意义,所以:原式=3x1 2-1+7 =9.2.2消公因子法求极限有些具有分数结构的函数用上面的代入法可能会出现分子或分母为零的情况,使得原函数没有意义,所以无法直接代入求极限。
2.3利用无穷大无穷小的关系求极限无穷大量和无穷小量的定义:如果函数f(x)当x→x0(或x→∞)时的极限为零,则称函数f(x)为x→x0(或x→∞)时的无穷小量;如果函数f(x)当x→x0(或x→∞)时对应的f(x)无限增大,则称函数f(x)为x→x0(或x→∞)时的无穷大量。
这里是利用无穷大量无穷小量的倒数关系求极限。
2.4分子分母降幂法求极限在某些函数极限求解过程中,可以通过分子分母同时除以最高次幂来求极限。
该题目中分子分母的最高次幂是x3,同时除以x3然后求极限可知分子分母的后两项极限为零,由此我们得到其极限值。
当a0≠0,b0≠0,m和n为非负整数时,有2.5利用两个重要极限求极限首先介绍一下两个重要极限,我们通过几个例题来看一下如何利用重要极限求解极限。
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。
高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)高等数学中求极限是一项重要的数学技巧,它在数学分析、微积分和其他数学领域中都有广泛应用。
本文将介绍一些常用的求极限的方法,并给出相应的例题和详解。
一、直接代入法直接代入法是求极限的最基本方法之一。
当函数在某一点连续时,可以直接将该点代入函数中来求极限。
例题1:求函数f(x) = x^2在x=2处的极限。
解:直接将x=2代入函数中,得到f(2) = 2^2 = 4。
因此,f(x)在x=2处的极限为4。
二、夹逼法夹逼法(也称为夹挤准则)是求解一些复杂极限的常用方法。
它基于一个简单的想法:如果函数g(x)和h(x)在某一点p附近夹住函数f(x),并且g(x)和h(x)的极限都相等,那么f(x)的极限也等于这个相等的极限。
例题2:求极限lim(x→∞) [(x+1)/x]。
解:我们可以用夹逼法来求解这个极限。
首先,我们可以注意到1 ≤ [(x+1)/x] ≤ [x/x] = 1(其中[x]表示取整函数)。
因此,我们可以将极限表达式两侧夹逼:lim(x→∞) 1 ≤ lim(x→∞) [(x+1)/x] ≤ lim(x→∞) 1。
根据夹逼准则,当lim(x→∞) 1 = 1时,极限lim(x→∞) [(x+1)/x]存在且等于1。
三、极限的四则运算法则在求解复杂函数的极限时,可以利用极限的四则运算法则。
该法则规定,如果函数f(x)和g(x)在某点p处的极限存在,则函数h(x) = f(x) ± g(x)、h'(x) = f(x) * g(x)、和h''(x) = f(x) / g(x)在点p的极限也存在,并满足相应的运算法则。
例题3:求极限lim(x→0) (sinx/x)。
解:我们可以利用极限的四则运算法则来求解这个极限。
首先,观察到当x→0时,分子sinx和分母x都趋向于0,因此这个极限是一个未定式。
根据极限的四则运算法则,我们可以将lim(x→0) (sinx/x)转化为lim(x→0) sinx / lim(x→0) x。
关于极限的若干种计算方法本文将极限的几种计算方法介绍如下: 一 代入求值法:这种方法只适用于在0x 点连续的函数求极限。
例1、计算3121lim 1x x x x →-+-解:321()11x x F x x x -+==+ 在处有定义且连续, 331212111lim 1111x x x x →-+⨯-+∴==++ 例2、计算:22ln lim sin x x x x → 2222l n 2l n 24l n:l i ms i n s i n 2s i n 2x x x x →==解 二 倒数法:这种方法是利用无穷小量与无穷大量的关系来处理的。
例3、2232lim 531n n n n n →∞-++-解:因为分子分母的极限均不存在,故不能运用商的极限运算法则,可先将分子分母分别除以2n ,然后取极限。
于是2222123323lim lim 3153155n n n n n n n n n n→∞→∞-+-+==+-+- 例4、求2143lim 54x x x x →--+解:因为分母极限为零,分子极限不为零,故先考虑1()f x 的极限。
因为 21540l i m 0431x x x x →-+==-所以 2143lim54x x x x →-=∞-+(无穷小量的倒数是无穷大量。
)例5、计算111lim[]1335(21)(21)n n n →∞+++⋅⋅-+解:由于极限的运算法则不适用于无限和的情形,故本题宜先求和,再求极限。
因为1111()(21)(21)22121k k k k =--+-+所以 111lim[]1335(21)(21)n n n →∞+++⋅⋅-+111111111lim[()()()]21323522121111lim[]22(21)2n n n n n →∞→∞=-+-++--+=-=+利用倒数法可得如下结论:111001011()lim 0()(,,00)()m m m n n x n n a m n b a x a x a x a m n m n a b b x b x b x b m n ---→∞-⎧=⎪⎪+++⎪=<≠≠⎨++++⎪∞>⎪⎪⎩m 0为自然数 三 化积约分法:有些函数()f x 在0x x =处无定义,这时不能用代入求值法求极限,但当0x x =时,()f x 的极限存在与否与()f x 在点0x 处是否有定义无关,所以常将()f x 先作适当变形,如分解因式约去极限为零的分母等,转化为在0x x =处有定义的新函数()g x ,再用代入求值法。
求极限的方法及例题总结解读第一篇:求极限的方法及例题总结解读1.定义:说明:(1)一些最简单的数列或函数的极限(极限值可以观察得到)都可以用上面的极限严格定义证明,例如:;x→2lim(3x-1)=5 (2)在后面求极限时,(1)中提到的简单极限作为已知结果直接运用,而不需再用极限严格定义证明。
利用导数的定义求极限这种方法要求熟练的掌握导数的定义。
2.极限运算法则定理1 已知limf(x),limg(x)都存在,极限值分别为A,B,则下面极限都存在,且有(1)lim[f(x)±g(x)]=A±B(2)limf(x)⋅g(x)=A⋅B (3)limf(x)A=,(此时需B≠0成立)g(x)B说明:极限号下面的极限过程是一致的;同时注意法则成立的条件,当条件不满足时,不能用。
.利用极限的四则运算法求极限这种方法主要应用于求一些简单函数的和、乘、积、商的极限。
通常情况下,要使用这些法则,往往需要根据具体情况先对函数做某些恒等变形或化简。
8.用初等方法变形后,再利用极限运算法则求极限limx→1例1 3x+1-2x-1(3x+1)2-223x-33lim=lim=x→1(x-1)(3x+1+2)x→1(x-1)(3x+1+2 )4解:原式=。
注:本题也可以用洛比达法则。
例2 limn(n+2-n-1)n→∞nn[(n+2)-(n-1)]分子分母同除以lim=n→∞n+2+n-1limn→∞31+21+1-nn=32解:原式=(-1)n+3nlimnn例3 n→∞2+3。
上下同除以3n=解:原式1(-)n+1lim3=1n→∞2n()+13。
3.两个重要极限sinx=1x→0x(1)lim(2)x→0lim(1+x)=e1xlim(1+1)x=ex;x→∞说明:不仅要能够运用这两个重要极限本身,还应能够熟练运用它们的变形形式,sin3x3lim=1lim(1-2x)-2x=elim(1+)3=ex例如:x→03x,x→0,x→∞;等等。
【高数总结求极限方法】百度作业帮1. 代入法, 分母极限不为零时使用.先考察分母的极限,分母极限是不为零的常数时即用此法.【例1】lim[x-->√3](x^2-3)/(x^4+x^2+1)lim[x-->√3](x^2-3)/(x^4+x^2+1)=(3-3)/(9+3+1)=0【例2】lim[x-->0](lg(1+x)+e^x)/arccosxlim[x-->0](lg(1+x)+e^x)/arccosx=(lg1+e^0)/arccos0=(0+1)/1=12. 倒数法,分母极限为零,分子极限为不等于零的常数时使用.【例3】 lim[x-->1]x/(1-x)∵lim[x-->1] (1-x)/x=0 ∴lim[x-->1] x/(1-x)= ∞以后凡遇分母极限为零,分子极限为不等于零的常数时,可直接将其极限写作∞.3. 消去零因子(分解因式)法,分母极限为零,分子极限也为零,且可分解因式时使用.【例4】 lim[x-->1](x^2-2x+1)/(x^3-x)lim[x-->1](x^2-2x+1)/(x^3-x)=lim[x-->1](x-1)^2/[x(x^2-1)=lim[x-->1](x-1)/x=0【例5】lim[x-->-2](x^3+3x^2+2x)/(x^2-x-6)lim[x-->-2] (x^3+3x^2+2x)/(x^2-x-6)= lim[x-->-2]x(x+1)(x+2)/[(x+2)(x-3)]= lim[x-->-2]x(x+1) / (x-3)=-2/5【例6】lim[x-->1](x^2-6x+8)/(x^2-5x+4)lim[x-->1](x^2-6x+8)/(x^2-5x+4)= lim[x-->1](x-2)(x-4)/[(x-1)(x-4)]= lim[x-->1](x-2) /[(x-1)=∞【例7】lim[h-->0][(x+k)^3-x^3]/hlim[h-->0][(x+h)^3-x^3]/h= lim[h-->0][(x+h) –x][(x+h)^2+x(x+h)+h^2]/h= lim[h-->0] [(x+h)^2+x(x+h)+h^2]=2x^2这实际上是为将来的求导数做准备.4. 消去零因子(有理化)法,分母极限为零,分子极限也为零,不可分解,但可有理化时使用.可利用平方差、立方差、立方和进行有理化.【例8】lim[x-->0][√1+x^2]-1]/xlim[x-->0][√1+x^2]-1]/x= lim[x-->0][√1+x^2]-1] [√1+x^2]+1]/{x[√1+x^2]+1]}= lim[x-->0][ 1+x^2-1] /{x[√1+x^2]+1]}= lim[x-->0] x / [√1+x^2]+1]=0【例9】lim[x-->-8][√(1-x)-3]/(2+x^(1/3))lim[x-->-8][√(1-x)-3]/(2+x^(1/3))=lim[x-->-8][√(1-x)-3] [√(1-x)+3] [4-2x^(1/3)+x^(2/3)]÷{(2+x^(1/3))[4-2x^(1/3)+x^(2/3)] [√(1-x)+3]}=lim[x-->-8](-x-8) [4-2x^(1/3)+x^(2/3)]/{(x+8)[√(1-x)+3]} =lim[x-->-8] [4-2x^(1/3)+x^(2/3)]/[√(1-x)+3]=-25. 零因子替换法.利用第一个重要极限:lim[x-->0]sinx/x=1,分母极限为零,分子极限也为零,不可分解,不可有理化,但出现或可化为sinx/x时使用.常配合利用三角函数公式.【例10】lim[x-->0]sinax/sinbxlim[x-->0]sinax/sinbx= lim[x-->0]sinax/(ax)*lim[x-->0]bx/sinbx*lim[x-->0]ax/(bx) =1*1*a/b=a/b【例11】lim[x-->0]sinax/tanbxlim[x-->0]sinax/tanbx= lim[x-->0]sinax/ sinbx*lim[x-->0]cosbx=a/b6. 无穷转换法,分母、分子出现无穷大时使用,常常借用无穷大和无穷小的性质.【例12】lim[x-->∞]sinx/x∵x-->∞ ∴1/x是无穷小量∵|sinx|∞]sinx/x=0【例13】lim[x-->∞](x^2-1)/(2x^2-x-1)lim[x-->∞](x^2-1)/(2x^2-x-1)= lim[x-->∞](1 -1/x^2)/(2-1/x-1/ x^2)=1/2【例14】lim[n-->∞](1+2+……+n)/(2n^2-n-1)lim[n-->∞](1+2+……+n)/(2n^2-n-1)=lim[n-->∞][n( n+1)/2]/(2n^2-n-1)=lim[n-->∞][ (1+1/n)/2]/(2-1/n-1/n^2)=1/4【例15】lim[x-->∞](2x-3)^20(3x+2)^30/(5x+1)^50lim[x-->∞](2x-3)^20(3x+2)^30/(5x+1)^50= lim[x-->∞][(2x-3)/ (5x+1)]^20[(3x+2)/ (5x+1)]^30= lim[x-->∞][(2-3/x)/ (5+1/ x)]^20[(3+2/ x)/ (5+1/ x)]^30 =(2/5)^20(3/5)^30=2^20*3^30/5^50。
高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)高等数学是高等教育中的重要课程之一,其涵盖的内容非常广泛,包括微积分、数理方程和变换等方面。
其中求极限是微积分中的核心内容之一,也是数学建模和应用中常用的方法之一。
本文将介绍求极限的常用方法,并提供相应的例题和详解。
一、用夹逼定理求极限夹逼定理是求极限中常用的方法之一,其思路是通过一个比较大小的框架,来判断所求极限的范围和趋势。
具体而言,假设存在两个函数 f(x) 和 g(x),满足以下条件:1. 对于 x 属于某个区间 [a, b],有 f(x) <= g(x)。
2. 在区间 [a, b] 内,f(x) 和 g(x) 的极限均存在,即 lim[f(x)] = A,lim[g(x)] = A。
3. 在区间 [a, b] 内,除有限个点外,f(x) = g(x)。
则可以得到 lim[f(x)] = lim[g(x)] = A。
下面是一个例子:例1:求极限 lim[(x^2 - 4x + 3) / (x - 3)]。
解法:可以将原式改写成 (x - 1)(x - 3) / (x - 3),即 (x - 1)。
则对于x ∈ (3,∞),有 0 <= x - 1 <= x - 3,因此:0 <= (x^2 - 4x + 3) / (x - 3) - (x - 1) <= x - 3,而 lim[x - 3] = ∞,因此可用夹逼定理得到所求极限为 lim[(x^2 - 4x + 3) / (x - 3)] = lim[(x - 1)] = 2。
二、用洛必达法则求极限洛必达法则是求导数时的常用方法,在求极限时也可以用到。
具体而言,假设有一个形如 lim[f(x) / g(x)] 的无穷小量,若这个无穷小量的分子和分母都存在极限,并且它们的极限都等于 0 或者±∞,则可以用洛必达法则来求出极限的值。
其中,洛必达法则的形式如下:若 lim[f(x)] = 0,lim[g(x)] = 0,且g'(x) ≠ 0,则 lim[f(x) / g(x)] = lim[f'(x) / g'(x)]。
极限求解总结1、极限运算法则设,,则(1)(2)(3)2、函数极限与数列极限的关系如果极限存在,为函数的定义域内任一收敛于的数列,且满足:,那么相应的函数值数列必收敛,且3、定理(1)有限个无穷小的和也是无穷小;(2)有界函数与无穷小的乘积是无穷小;4、推论(1)常数与无穷小的乘积是无穷小;(2)有限个无穷小的乘积也是无穷小;(3)如果存在,而c为常数,则(4)如果存在,而n是正整数,则5、复合函数的极限运算法则设函数是由函数与函数复合而成的,在点的某去心领域内有定义,若,且存在,当时,有,则6、夹逼准则如果(1)当(或>M)时,(2)那么存在,且等于A7、两个重要极限(1)(2)8、求解极限的方法(1)提取因式法例题1、求极限解:例题2、求极限解:例题3、求极限解:(2)变量替换法(将不一般的变化趋势转化为普通的变化趋势)例题1、解:令例题2、解:令x=y+1=例题3、解:令y==(3)等价无穷小替换法注:若原函数与x互为等价无穷小,则反函数也与x互为等价无穷小例题1、解:例题2、解:例题3、解:例题4、解:例题5、解:令y=x-1 原式=例题6、解:令型求极限例题1、解:解法一(等价无穷小):解法二(重要极限):(5)夹逼定理(主要适用于数列)例题1、解:所以推广:例题2、解:1)所以2)所以例题3、解:所以例题4、所以例题5、解:所以(6)单调有界定理例题1、解:单调递减极限存在,记为A由(*)求极限得:A=A所以A=0例题2、求解:单调递增所以极限存在,记为L 时例题3、求极限解:当当所以极限存在时注:单调性有时依赖于的选取例题4、求极限解:(整体无单调性)所以单调递减,同理,单调递增有因为故和均存在,分别记为A,B即解得 A=B=所以(7)泰勒公式法例题1、设f有n阶连续导数证明:证明:即(8)洛必达法则例题1、求解:例题2、求解:例题3、求解:例题4、求解:(9)利用函数的图像通过对求解极限方法的研究,我们对极限有了进一步的了解。
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,(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 时函数的极限和0x x →的极限。
要特别注意判定极限是否存在在:(i )数列{}的充要条件收敛于a n x 是它的所有子数列均收敛于a 。
常用的是其推论,即“一个数列收敛于a 的充要条件是其奇子列和偶子列都收敛于a ”(ii )A x x f x A x f x =+∞→=-∞→⇔=∞→limlimlim)()((iii)A x x x x A x f x x =→=→⇔=→+-limlim lim)((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)(limx f x x →存在的充分必要条件是: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 ’hospital )法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法)它的使用有严格的使用前提。
首先必须是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,数列极限的n 当然是趋近于正无穷的,不可能是负无穷。
其次,必须是函数的导数要存在,假如告诉f (x )、g (x ),没告诉是否可导,不可直接用洛必达法则。
另外,必须是“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”“∞-∞”,应为无穷大和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,就能变成(i)中的形式了。
即)(1)()()()(1)()()(x f x g x g x f x g x f x g x f ==或;)()(1)(1)(1)()(x g x f x f x g x g x f -=-(iii)“00”“∞1”“0∞”对于幂指函数,方法主要是取指数还取对数的方法,即ex f x g x g x f )(ln )()()(=,这样就能把幂上的函数移下来了,变成“∞∙0”型未定式。
3.泰勒公式(含有x e 的时候,含有正余弦的加减的时候)12)!1(!!21+++++++=n xn xx n e n x x x e θ ;3211253)!32(cos )1()!12()1(!5!3sin ++++-++-+-+-=m m m mxm x m x x x x x θ cos=221242)!22(cos )1()!2()1(!4!21+++-+-+-+-m m m m x m x m x x x θ ln (1+x )=x-11132)1)(1()1()1(32++-++-+-+-+n n nnn x n x n x x x θ (1+x)u =1112)1(!2)1(1+--+++++-++n n u n u n n u x x C x C x u u ux θ 以上公式对题目简化有很好帮助 4.两多项式相除:设均不为零m n b a ,,P (x )=0111a x a x a x a n n n n ++++-- ,0111)(b x b x b x b x Q m m m m ++++=-- (i)⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>∞<==∞→)(,)(,0)(,)()(lim m n m n n m b a x Q x P x n n(ii )若0)(0≠x Q ,则)()()()(00limx Q x P x Q x P x x =→ 5.无穷小与有界函数的处理办法。
例题略。
面对复杂函数时候,尤其是正余弦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:主要是应用于数列极限,常应用放缩和扩大不等式的技巧。
以下面几个题目为例:(1)设0>>>c b a ,n n n n n c b a x ++=,求n n x lim ∞→解:由于a a a a a x a nn n n n ==<<∞→∞→)3(,,3lim lim 以及,由夹逼定理可知a x n n =∞→lim (2)求⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++∞→222)2(1)1(11lim n n nn解:由n nn n n n n1111)2(1)1(110222222=+++<++++< ,以及010limlim ==∞→∞→nn n 可知,原式=0 (3)求⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++∞→n n n n n 22212111lim 解:由nn nn n n n n n n n n n n n n +=+++++<++++++<=++222222111121111111 ,以及11111limlimlim 2=+=+=∞→∞→∞→nnn n n n n 得,原式=17.数列极限中等比等差数列公式应用(等比数列的公比q 绝对值要小于1)。
例如:求()12321lim -∞→++++n n nx xx )1|(|<x 。
提示:先利用错位相减得方法对括号内的式子求和。
8.数列极限中各项的拆分相加(可以使用待定系数法来拆分化简数列)。
例如:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⨯+⨯∞→)1(1321211lim n n n =1)1(11)1(113121211lim lim =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++-+-∞→∞→n n n n n 9.利用1+n x x x 与极限相同求极限。
例如:(1)已知n n a a a 12,211+==+,且已知n n a lim ∞→存在,求该极限值。
解:设n n a lim ∞→=A ,(显然A 0>)则AA 12+=,即0122=--A A ,解得结果并舍去负值得A=1+2(2)利用..单调有界的性质.......。
.利用这种方法时一定要先证明单调性和有界性。
.....................例如 设n n n n x x x x x lim ,2,,22,2121∞→-+=+==求解:(i )显然221<<x x (ii )假设,21<<-k k x x 则22221+<+<+-k k x x ,即21<<+k k x x 。
所以,{}n x 是单调递增数列,且有上界,收敛。
设A n =∞→lim ,(显然)0>A 则A A +=2,即022=--A A 。
解方程并舍去负值得A=2.即2lim =∞→n n x10.两个重要极限的应用。
(i )1sin lim 0=→x xx 常用语含三角函数的“00” 型未定式 (ii)()e x x x =+→11lim ,在“∞1”型未定式中常用11.还有个非常方便的方法就是当趋近于无穷大时候不同函数趋近于无穷的速度是不一样的,nn 快于n !,n !快于指数型函数nb (b 为常数),指数函数快于幂函数,幂函数快于对数函数。
当x 趋近无穷的时候,它们比值的极限就可一眼看出。
12.换元法。
这是一种技巧,对一道题目而言,不一定就只需要换元,但是换元会夹杂其中。
例如:求极限x x x 2sin 2arccos limπ-→。
解:设t t x t x x t sin )2cos(,00,2arccos -=+=→→-=ππ且时,则。
原式=21sin 222arccos 22arccos 2sin 2limlimlim 00-=-=-=-→→→t t xx xx xx t x x ππ13.利用定积分求数列极限。
例如:求极限⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++∞→n n n n n 12111lim 。
由于ni ni n +=+111,所以2ln 11111111211121lim lim ==⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎰∞→∞→x n n n n n n n n n n 14.利用导数的定义求“00”型未定式极限。
一般都是x →0时候,分子上是“)()(a f x a f -+”的形式,看见了这种形式要注意记得利用导数的定义。
(当题目中告诉你m '=)(a f 告诉函数在具体某一点的导数值时,基本上就是暗示一定要用导数定义)例:设)(,0)('a f a f >存在,求()nn a f n a f ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→1lim 解:原式=()n a f a f n a f a f n a f a f n nn a f a f n a f a f a f n a f )()()1()()1()()()()1(1)(11lim lim -+⨯-+∞→∞→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-++=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛++=)()(')(11)()1(lim a f a f a f na f na f n ee=-+∞→。