(完整版)洛必达法则详述与其在高考中的实际运用

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一.L ’Hospital 法则(洛必达法则)
法则1 设函数
f x ()和
g x ()在点a 的某个去心邻域o
U a ,d ()内有定义,且满足:
(1) lim x ®a
f x ()=0 及lim x ®a
g x ()
=0;
(2)
f x ()和
g x ()在
o
U a ,d ()内可导,且¢g x ()¹0;
(3) lim
x ®a ¢f x
()¢g x ()
=A (A 为常数,或为∞) 则有 ()
()lim x a
f x
g x →=lim x ®a
¢f x ()¢g x ()
=A 。

法则2 设函数
f x ()和
g x ()在点a 的某个去心邻域o
U a ,d ()内有定义,且满足:
(1)()lim x a
g x →=∞; (2)
f x ()和
g x ()在o
U a ,d ()内可导,且¢g x ()¹0;
(3) lim
x ®a
¢f x
()¢g x ()
=A (A 为常数,或为∞) 则有 ()
()lim x a
f x
g x →=lim x ®a
¢f x ()¢g x ()
=A
利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意: 1.将上面公式中的x→a,x→∞换成x→+∞,x→-∞,x ®+
a
,x ®-a
洛必达法则也成立。

2.洛必达法则可处理
00,∞∞
,0⋅∞,1∞,0
∞,00,∞-∞型。

3.在着手求极限以前,首先要检查是否满足00,∞∞
,0⋅∞,1∞,0
∞,00,∞-∞型
定式,否则滥用洛必达法则会出错。

当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限。

4.若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止。

0⋅∞型: lim x ®0+
x ln x =lim x ®0+ln x 1x (化为∞

型)
=lim x ®0+1
x 1ln x
(化为00
型,但无法求解) ¥-¥型:lim x ®
p 2
tan x -sec x ()=lim x ®
p
2sin x -1cos x =lim x ®p 2
cos x
-sin x =0(通分后化为00型)
1

型: lim x ®0cos x (
)1
x 2
=e lim
x ®0lncos x
x 2=e
lim
x ®0-sin x
cos x ×2x
=e
-
12
(化为
0型) 0
∞型: lim x ®+¥
x sin
1
x
=e
lim x ®+¥sin 1x ×ln x =
e
lim
x ®+¥ln x
x
=e
lim
x ®+¥1x
=1(化为∞∞
型) 0
型:
lim x ®0
+
x sin x
=e
lim
x ®0+ln x csc x e
lim
x ®0+1
x
-csc x cot x ()
=e
lim x ®0+
-
sin x
x
×tan x =1(化为
∞∞
型)
变形举例: lim
x ®-
lim x ®-¥
-1(不变形求导无法求出)
二.高考题处理
1.(2010年全国新课标理)设函数2
()1x
f x e x ax =---。

(1) 若0a =,求()f x 的单调区间; (2) 若当0x ≥时()0f x ≥,求a 的取值范围 原解:(1)0a =时,()1x
f x e x =--,'()1x
f x e =-.
当(,0)x ∈-∞时,'()0f x <;当(0,)x ∈+∞时,'()0f x >.故()f x 在(,0)-∞ 单调减,在(0,)+∞单调增 (II )'()12x
f x e ax =--
由(I )知1x
e x ≥+,当且仅当0x =时等号成立.故'()2(12)
f x x ax a x ≥-=-,
从而当120a -≥,即1
2
a ≤
时,'()0 (0)f x x ≥≥,而(0)0f =, 于是当0x ≥时,()0f x ≥. 由1(0)x
e x x >+≠可得1(0)x
e
x x ->-≠.从而当1
2
a >
时,
'()12(1)(1)(2)x
x
x x x f x e a e
e e e a --<-+-=--,
故当(0,ln 2)x a ∈时,'()0f x <,而(0)0f =,于是当(0,ln 2)x a ∈时, ()0f x <.
综合得a 的取值范围为1,
2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭
原解在处理第(II )时较难想到,现利用洛必达法则处理如下: 另解:(II )当0x =时,()0f x =,对任意实数a,均在()0f x ≥; 当0x >时,()0f x ≥等价于2
1
x
x a e
x
--≤
令()2
1
x
x g x e
x
--=
(x>0),则3
22
()x
x
x x g x e e x
-++'=

令()()220x
x
h x x
x x e
e =-++>,
则()1x
x h x x
e
e '=-+,()0x
h x x e ''=>,
知()h x '在()0,+∞上为增函数,()()00h x h ''>=; 知()h x 在()0,+∞上为增函数,()()00h x h >=; ()0g x '∴>,g(x)在()0,+∞上为增函数。

由洛必达法则知,
2
0001
1
22
2lim
lim lim x
x x
x x x x x e
e e x
+
++→→→--===,
故1
2
a ≤
综上,知a 的取值范围为1,
2⎛⎫-∞ ⎪⎝
⎭。