极限的几种计算方法论文

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论文二重极限计算方法

论文二重极限计算方法

论文二重极限计算方法二重极限是函数在二元自变量趋于特定点$(a,b)$的过程中的极限。

在求解二重极限时,可以使用两种常用方法:路径法和极限法。

下面将详述这两种方法。

1.路径法路径法是通过沿着不同路径逼近极限点,观察函数极限的行为。

常见的路径有$x=a$和$y=b$,以及通过以$(a,b)$为中心的射线等。

路径法的基本思想是,如果函数在不同路径下极限都存在,并且极限值相等,那么二重极限存在,并且等于这个共同的极限值。

举例说明,假设要求函数$f(x, y)=\frac{x^2y}{x^2+y^2}$在点$(0, 0)$处的二重极限。

可以沿着不同路径逼近这个点。

对于路径$x=0$,有$f(0, y)=0$;对于路径$y=0$,有$f(x, 0)=0$。

所以根据路径法,得到$\lim_{(x, y) \to (0, 0)} f(x, y) = 0$。

2.极限法极限法通过使用不等式,将二重极限的计算转化为一重极限的计算。

具体步骤如下:(1)假设要求函数$f(x,y)$在点$(a,b)$处的二重极限。

(2)令$x=a+h$,$y=b+k$,其中$h$和$k$表示趋于0的变量。

(3)将$f(x,y)$转化为一个关于$h$和$k$的函数$F(h,k)$。

(4) 计算一重极限$\lim_{(h, k) \to (0, 0)} F(h, k)$。

举例说明,求$f(x, y)=\frac{x^2y}{x^2+y^2}$在点$(0, 0)$处的二重极限。

可以将$x$和$y$表示为$x = h$和$y = k$。

代入函数$f(x,y)$得到$F(h, k) = \frac{h^2k}{h^2+k^2}$。

接下来计算一重极限$\lim_{(h, k) \to (0, 0)} F(h, k)$。

由于这是一重极限,可以使用一元极限的计算方法,比如夹逼定理或洛必达法则。

以上就是求解二重极限的路径法和极限法的详细介绍。

学术界对于二重极限的计算方法还有很多探索,包括利用极坐标、球坐标等多种数学工具。

极限的计算毕业论文范文

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1.极限计算1.左极限:Lim{x→0-}e^(1/x)=Lim{x→0-}e^(4/x)=0. Lim{x→0-}sinx/|x|=-1==> Lim{x→0-}{[2+e^(1/x)]/[1+e^(4/x)]+sinx/|x|}=1 2.右极限:Lim{x→0+}e^(-1/x)=Lim{x→0-}e^(-4/x)=0 Lim{x→0+}sinx/|x|=1==> Lim{x→0+}{[2+e^(1/x)]/[1+e^(4/x)]+sinx/|x|}= =Lim{x→0+}{e^(-3/x)][1+2e^(-1/x)]/[1+e^(-4/x)]+sinx/|x|}= =1。

==》Lim{x→0}{[2+e^(1/x)]/[1+e^(4/x)]+sinx/|x|}=1。

2.举例总结求极限的方法,我要写论文,格式要好点,好的追加分我大一摘要:数学分析很多概念都离不开极限,而求数列或函数的极限,是数学学习中遇到的比较困难的问题。

本文通过归纳和总结,从不同的方面罗列了它的几种求法。

?关键词:数列极限,函数极限,柯西准则,洛必达法则,泰勒展式,迫敛法则??1?数列极限??1。

1数列极限的(?-N)定义?设{na}为数列,a为定数。

若对任给的正数?,总存在正整数?N,使得当n>N时有?∣na—a∣N时,所有的点na,即无限多个点?123,,,NNNaaa???…都落在开区间(a-?,a ?)内,而只有有限个点(至多只有N个)在这区间以外。

?丽水学院2012届学生毕业论文??2?注1??上面定义中正数?可以任意给定是很重要的,因为只有这样,不等式∣na—a∣N时,不等式1!n=1(1)(2)1nnn??≤1n。

3.极限概念数学论文材料二:极限在高等数学中,极限是一个重要的概念。

极限可分为数列极限和函数极限,分别定义如下。

首先介绍刘徽的"割圆术",设有一半径为1的圆,在只知道直边形的面积计算方法的情况下,要计算其面积。

浅谈极限的求解方法毕业论文

浅谈极限的求解方法毕业论文

浅谈极限的求解方法毕业论文1000字一、引言极限是微积分中最基本的概念之一,也是微积分理论的重要组成部分。

求极限可以帮助我们对函数的性质有更全面的了解,进而掌握一些更深入的微积分及数学分析知识。

本文将从定义、性质和求解方法三个方面进行讨论,希望能够帮助读者深入理解极限的概念和应用。

二、极限的定义在微积分中,极限是用来描述一个函数在某一点处的趋势性质的。

一般来说,我们将自变量不断逼近某一个值时,对应的函数值是否会逐渐趋近于一个确定的数,就称这个数为函数在该点的极限。

严格来说,极限的定义应该满足以下要求:(1)函数在无穷远点时也应有极限;(2)左极限等于右极限;(3)如果函数有极限,那么极限值应该是唯一确定的。

三、极限的性质(1)极限的唯一性:如果一个函数在某一点处有极限,那么它的极限值应该是唯一的。

这个性质可以通过反证法来证明。

假设一个函数f在某一点x0处有两个不同的极限L1和L2,那么我们就可以得到一个矛盾。

如果L1≠L2,那么我们就可以找到一个足够小的邻域,使得f(x)与L1的距离和f(x)与L2的距离之和小于某一个正数e。

但这与L1和L2不相等的前提矛盾,即假设不成立。

(2)局部有界性:如果一个函数在某一点x0处有极限,那么它在该点的某个邻域内是有界的。

因为如果函数在x=x0处有极限,那么意味着随着x越来越靠近x0,f(x)与L的差距会越来越小,也就是说函数值的范围将会越来越集中在一个很小的区域内。

(3)保号性:如果一个函数在某一点x0处有极限且不等于0,那么在该点的某个邻域内,函数与极限值之间的关系将会有一个明确的规律。

具体来说,如果极限值L>0,那么在一个充分小的邻域内,函数值将始终大于0;如果极限值L<0,那么在一个充分小的邻域内,函数值将始终小于0。

四、极限的求解方法(1)初值法:初值法又称数列逼近法,是一种基本的极限求解方法。

这个方法的具体过程是,我们先找到一个充分靠近极限的初始点,然后不停地不断逼近目标值,直到误差达到所需精度。

数学系 毕业论文:求一元函数极限的若干方法

数学系 毕业论文:求一元函数极限的若干方法

绪论极限研究的是函数的变化趋势, 在自变量的某个变化过程中, 对应的函数值能无限接近某个确定的数,那这个数就是函数的极限.函数的极限概念在高等数学中是一个很重要的概念.极限概念是微分概念的基础,因此加深理解函数极限的概念是十分必要的.在近代数学许多分支中,一些重要的概念与理论都是极限和连续函数概念的推广、延拓和深化.只有深刻地理解极限概念并熟练掌握求极限的方法,才能真正地学好微积分.极限是初等数学和高等数学接壤部分,极限概念是高等数学最基本的概念.导数,微分,积分都是建立在极限概念的基础上的,高等数学就是以极限方法为主要工具来研究变量与变量之间关系的科学.在有了极限的定义之后,为了判断具体某一函数是否有极限,人们必须不断地对极限存在的充分条件和必要条件进行探讨.在经过了许多数学家的不断努力之后,法国数学家柯西获得了完善的结果,即柯西收敛原理.到了近代,在数学家们的努力下给了极限一个专业的定义.有了极限的定义自然就有了许多求极限的方法.求函数极限的方法有很多,其中有利用定义求函数极限、利用夹逼定理求函数极限、利用函数的连续性求极限、利用极限的四则运算、利用变量替换、利用等价无穷小替换、利用定积分、利用导数定义、利用泰勒公式、利用罗必达法则求极限等一些方法,对不是同一类型的函数求极限的方法不一样,有的可以用同一种方法求解,有的不可以,因此研究函数求极限的方法显得尤为重要.第一章 函数极限的概念1.1 函数极限的概念1.1.1 x →∞时函数的极限设函数f 定义在[),a +∞上,类似于数列情形,我们研究当自变量x 趋于+∞图象上可见,当x 无限增大时,函数值无限地接近于0;而对于函数x 趋于+∞时有极限.一般地,当x 趋于+∞时函数极限的精确定义如下: 定义1 设f 为定义在[),a +∞上的函数,A 为定数.若对任何给的()0,M a ε>≥存在正数,使得当x M >时有则称函数f 当x 趋于+∞时以A 为极限,记作lim ()x f x A →+∞= 或 ()f x A → ()x →+∞定义 2 设f 为定义在](,a -∞上的函数,A 为定数.若对任何给的()0,M a ε>≥存在正数,使得当x M <-时有则称函数f 当x 趋于-∞时以A 为极限,记作()lim x f x A →-∞= 或 ()f x A → ()x →-∞则称常数A 为函数()x f 当∞→x 时的极限,记作()()()lim x f x A f x A x →∞=→→∞或当若f 为定义在()U x 上的函数,则+lim ()lim ()lim ()x x x f x A f x f x A →∞→-∞→∞=⇔==.定理1 +lim ()lim ()lim ()x x x f x A f x f x A →∞→-∞→∞=⇔==.1.1.2 x →0x 时函数的极限设f 为定义在0x 的某个空心邻域()00U x 内的函数.现在讨论当x 趋于00()x x x ≠时,对应的函数值能否趋于某个定数A .这类函数极限的精确定义如下:定义4(函数极限的εδ-定义) 设函数f 在点0x 的某个空心邻域()'00;δx U时有则称函数f 当x 趋于0x 时以A 为极限,记作lim ()x xf x A →= 或 0()()f x A x x →→.注:1.0ε>是可以任意给的,在确定δ的过程中又看成是个定数; 2.δ与ε有关,但与x 无关,并且不唯一;3.极限()0lim x x f x →是否存在,与()f x 在点0x 是否有定义以及()0f x 的值为多少无关;4.0lim ()x x f x A →=的前提:()f x 在某()'00;δx U 内有定义.定义5 设函数f 在()()()'0'00;;U x U x δδ+-或内有定义,A 为定数.若对任给的0ε>,存在正数()'δδ<,使得当()0000x x x x x x δδ<<+-<<或时有则称A 为函数f 当()00x x x +-趋于时的右(左)极限,记作()()00lim lim x x x x f x A f x A +-→→⎛⎫== ⎪⎝⎭或()()0f x A x x +→→ ()()()0f x A x x -→→. 右极限与左极限统称为单侧极限.f 在点0x 的右极限与左极限又分别记为:()()()()0000lim 0lim x x x x f x f x f x f x +-→→+=-=与 极限存在的充要条件:()()()0lim lim lim x x x x x x f x A f x f x A +-→→→=⇔== 关于函数极限()0lim x x f x →与相应的左、右极限之间的关系,有下述定理:定理2 ()()()0lim lim lim x x x x x x f x A f x f x A +-→→→=⇔==.第二章 函数极限的求解方法2.1 利用函数极限的定义求极限分析:利用函数极限的定义来证明,首先要任取0ε>;其次是写出不等式lim ()x x f x A →=.由函数极限的εδ-定义得:分析:根据前面所学的函数极限的定义证明,要证明这道题就要找出M 的值.分析:要验证这道题不仅要找到M 的值,还要利用函数的左、右极限的定义.证 : 任给ε>0,由于而此不等式的左半部分对任何x 都成立,所以只要考察其右半部分x 的变化范围.这就证明了1).类似地可证2).注: +lim ()lim ()lim ()x x x f x A f x f x A →∞→-∞→∞=⇔==(f 为定义在()U ∞上的函数)所以当x →∞时arctan x 不存在极限.一般来说应尽可能将()f x 的表达式简化.值得注意的是,有时()f x 不能简化,反倒是可以把A 变复杂,写成与()f x 相类似的形式.以要用单侧极限的定义进行求解.()221xε-<时,就是小结:利用极限定义求函数极限是熟悉和掌握求极限方法的基础.2.2 利用函数极限的性质求极限定理3 (1)若()f x 在0x x =处连续,则()()00lim x x f x f x →=(2)若()f x ϕ⎡⎤⎣⎦是复合函数,又()0lim x x x a ϕ→=且()f u 在u a =处连续,则()()()()00lim lim x x x x f x f x f a ϕϕ→→⎡⎤==⎢⎥⎣⎦.分析:利用函数极限的性质及定理3,并且要看清该函数是否连续,最后在进行计算.在u e =处连续,所以由定理3(2)知 :2.3 利用函数极限的四则运算求极限定理4(四则运算法则) 若极限()()0lim lim x x x xf xg x →→与都存在,则函数,f g f g ±⋅当0x x →时极限也存在,且1)()()()()0lim lim lim x x x x x x f x g x f x g x →→→±=±⎡⎤⎣⎦;2)()()()()0lim lim lim x x x x x x f x g x f x g x →→→=⋅⎡⎤⎣⎦;又若()0lim 0x x g x →≠,则0/f g x x →当时极限存在,且有4)()()0lim lim x x x xc f x c f x →→⋅=⋅ (C 为常数) 上述的性质对于0,,,x x x x x ±→∞→+∞→-∞→时也同样成立.计算.解: 当10x +≠时有故所求的极限等于分析:利用函数极限的四则运算法则,把所求函数的极限化为一些已知的简单函数的极限来计算.像(2)中的类型就是1→x 时,分子、分母的极限都是零注:使用极限的四则运算法则的前提是各部分极限都存在.2.4 利用迫敛性定理求极限定理5 设()()0lim lim ,x x x x f x g x A →→==且在某()0'0;U x δ内有()()()f x h x g x ≤≤ 则有()0lim x x h x A →=.分析:应用迫敛性的定理进行计算.解:因为1cos 1≤≤-x ,所以当0x <时分析:要求出这道题,必须应用到前面所学的知识点,即关于函数[]y x =有所以应用这个可以进行计算.故由迫敛性得小结:利用函数极限的迫敛性与四则运算,我们可以从一些简单的函数极限出发,计算较复杂的函数极限.2.5 利用两个重要极限求极限(1我们经常使用的是它们的变形:(1)的特点:(01)分子、分母的极限值为0;(02)分子是分母的正弦函数. (2)的特点:(01)幂指函数的底趋于1,指数趋于无穷时,其极限值是e ; (02)底是常数1与一个无穷小量之和,指数是底中无穷小量的倒数.例12 求下列函数极限1)0sin 2lim x x x →; 2)0tan lim x x→; 3)1lim sin x x →+∞; 4)()10lim 1(x x x αα→+为给定实数). 解:1)0sin 2lim x x x →=02lim2122x x →=⨯= 2)0tan lim x x x →=0sin 1lim1cos x x x x→⋅= 3)令1y x =,于是当x →∞时,0y →,从而1lim sin x x x →+∞=0sin lim1y y y→=. 4) ()()11lim 1lim 1xx x x x x e ααααα→→⎡⎤+=+=⎢⎥⎣⎦. 例13 求下列函数极限x a x x 1lim )1(0-→、 bxaxx cos ln cos ln lim )2(0→、. 分析:首先要看题目的类型,看看是否符合两个重要的极限及特点.)1ln(ln 1 ln )1ln( ,11 u au x a a u x u a x x+=-+==-于是则)令解:(a u au u a u a u xa u x uu u u x x ln )1ln(ln lim )1ln(ln lim )1ln(ln lim 1lim 010000=+=+=+=-→→→→→→故有:时,又当)]1(cos 1ln[)]1(cos 1ln[(lim)2(0-+-+=→bx ax x 、原式1cos 1cos 1cos )]1(cos 1ln[1cos )]1(cos 1ln[(lim0--⋅--+--+=→ax bx bx bx ax ax x1cos 1cos lim 0--=→ax bx x=2022sin 2lim2sin 2x a xb x→-- 2222022sin 222lim sin 222x a x a b x x ba x xb x →⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⋅⎛⎫⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭22b a=.2.6 利用无穷小量的性质求极限2.6.1利用无穷小量与有界变量之乘积仍为无穷小量求极限与无穷小数列的概念相类似,我们给出关于函数为无穷小量的定义.定义6 设f 在某()00U x 内有定义,若 ()0lim 0x x f x →=,则称f 为当0x x →时的无穷小量.若函数g 在某()00U x 内有界,则称g 为当0x x →时的有界量. 由无穷小量的定义可立刻推得如下性质:1.两个(相同类型的)无穷小量之和、差、积仍为无穷小量.2.无穷小量与有界量的乘积为无穷小量. 定理6 设函数()f x 、()g x 满足:()()0lim 0x x g x f x →=.2.6.2 利用无穷小量与无穷大量的关系求极限定义7 设函数f 在某()00U x 内有定义.若对任给的0G >,存在0δ>,使得当()()()0000;x U x U x δ∈⊂时有则称函数f 当0x x →时有非正常极限∞,记作 ()0lim x x f x →=∞.若(1.2)式换成“()f x G >”或“()f x G <-”,则分别称f 当0x x →时有非正常极限+∞或-∞,记作()0lim x x f x →=+∞ 或 ()0lim x x f x →=-∞.定义8 对于自变量x 的某种趋向(或n →∞时),所有以∞,+∞或-∞为非正常极限的函数(包括数列),都称为无穷大量.定理7 (I )若:∞=)(lim x f ,则 0)(1lim=x f . (II) 若: 0)(lim =x f 且 ()0f x ≠ 则 ∞=)(1lim x f . 例15 求下列极限(1) 51lim+∞→x x (1)11lim 1-→x x .解:(1)由∞=+∞→)5(lim x x ,故 051lim=+∞→x x . (2)由0)1(lim 1=-→x x ,故 11lim 1-→x x =∞.注:无穷大量不是很大的数,而是具有非正常极限的函数;若f 为0x x →时的无穷大量,则易见f 为()00U x 上的无界函数.但无界函数却不一定是无穷大量.2.6.3 利用等价无穷小替换求极限定理8 设函数()00,,f g h U x 在内有定义,且有()f x ()g x ()0x x →.(1)若()()()()0lim ,lim x x x x f x h x A g x h x A →→==则;注:设'',,,ββαα 都是同一极限过程中的无穷小量,且有:''~,~ββαα, ''lim βα 存在,则 βαlim 也存在,且有βαlim= ''lim βα.解:由于()arctan 0xx x →,()sin 440x x x →.故有定理8得例17 求极限2220sin cos 1limx x x x -→ .分析:本题切忌将2cos x和2sin x 用2x 等价替换.解: ,~sin 22x x 2)(~cos 1222x x -∴ 2220sin cos 1lim x x x x -→=0lim x →212)(2222=x x x 注:1、在利用等价无穷小量替换求极限时,应注意:只有对所求极限式中相乘或相除的因式才能用等价无穷小量来替换,而对极限式中的相加或相减部分则不能随意替换.2、常用的等价无穷小量. 当0x →时,有xsin x ,tan x x ,211cos 2xx -,()ln 1x x +,arcsin x x ,1ln x a x a -,arctan xx ,e xx ,()11ax ax +-()0a ≠.2.7 用左右极限与极限关系求极限适用于分段函数求分段点处的极限,以及用定义求极限等情形.定理9 函数极限)(lim 0x f x x →存在且等于A 的充分必要条件是左极限)(lim 0x f x x -→及右极限)(lim 0x f x x +→都存在且都等于A .即有⇔=→A x f x x )(lim 0)(lim 0x f x x -→=)(lim 0x f x x +→=A.例18 设)(x f =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥<<-≤--1,10,0,212x x x x xx x e x 求)(lim 0x f x →及)(lim 1x f x →.分析:此题一看就知道是分段函数,要分多步来计算,最后再综合起来. 解:()()0lim lim 12x x x f x e ---→→=-1=()00lim lim x x f x ++→→⎛⎫=)0lim 1x +→=1=由1)(lim )(lim 0-==+-→→x f x f x x1)(lim 0-=∴→x f x不存在由(又)(lim )01()01(1lim )(lim 0)1lim lim )(lim 1211111x f f f x x f x xx x x f x x xx x x →→→→→→∴+≠-===-=-=++---注:此方法一般适用于分段函数.2.8 利用函数的数学公式、定理求极限2.8.1利用罗比塔法则求极限(适用于不定式极限) 定理10 若A x g x f x g x f A A x g x f iii x g x u x g f ii x g x f i x x x x x x x x x x ==∞∞±=≠==→→→→→)()(lim )()(lim ()()(lim )(0)()()(0)(lim ,0)(lim )('''''0000000),则或可为实数,也可为内可导,且的某空心邻域在与 此定理是对0x x →时而言,对于函数极限的其它类型,均有类似的法则,该定理对00型或∞∞型均成立.注:运用罗比塔法则求极限应注意以下几点:1、要注意条件,也就是说,在没有化为∞∞,00时不可求导.2、应用罗比塔法则,要分别的求分子、分母的导数,而不是求整个分式的导数.3、要及时化简极限符号后面的分式,在化简以后检查是否仍是未定式,若遇到不是未定式,应立即停止使用罗比塔法则,否则会引起错误.4、当)()(lim ''x g x f a x → 不存在时,本方法则失效,但并不是说极限不存在,此时求极限须用另外方法.例19 求下列函数的极限①)1ln()21(lim 2210x x e x x ++-→ ②)0,0(ln lim>>+∞→x a x xax解:①令()f x = 21)21(x e x +-, ()g x = l )1n(2x + 21')21()(-+-=x e x f x , 2'12)(xxx g +=222"23")1()1(2)(,)21()(x x x g x e x f x+-=++=- 由于0)0()0(,0)0()0(''====g g f f 但2)0(,2)0(""==g f从而运用罗比塔法则两次后得到122)1()1(2)21(lim 12)21(lim )1ln()21(lim22223022102210==+-++=++-=++--→-→→x x x e x xx e x x e xx xx xx . ② 由∞=∞=+∞→+∞→a x x x x lim ,ln lim ,故此例属于∞∞型,由罗比塔法则有: )0,0(01lim 1lim ln lim 1>>===+∞→-+∞→+∞→x a ax ax x x x ax a x a x .2.8.2 利用泰勒公式求极限对于求某些不定式的极限来说,应用泰勒公式比使用罗比塔法则更为方便,下列为常用的泰勒展开式:1、)(!!212n nxx o n x x x e +++++= 2、)()!12()1(!5!3sin 212153n n n x o n x x x x x +--+++-=--3、)()!2()1(!4!21cos 12242++-+++-=n nn x o n x x x x 4、)()1(2)1ln(12n nn x o nx x x x +-++-=+- 5、)(!)1()1(!2)1(1)1(2n n x o x n n x x x ++--++-++=+ααααααα6、)(x x 1 112n n x o x x+++++=- 上述展开式中的符号)(n x o 都有:0)(lim 0=→n n x xx o 例20 求)0(2lim>+-+→a xxa x a x解:利用泰勒公式,当0→x 有)(211x o xx ++=+ 于是 xxa x a x +-+→2lim=xax a x a x )121(lim 0+-+→=x x o a x x o a x a x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅--++→)(211)()2(211lim=ax x o x a x x o a x a x x 21)(21lim )(2lim00=+=+⋅→→2.8.3 利用拉格朗日中值定理求极限 定理11 若函数f 满足如下条件:(I) f 在闭区间[],a b 上连续 (II)f 在(),a b 内可导 则在(),a b 内至少存在一点ξ,使得ab a f b f f --=)()()('ξ此式变形可为:)10( ))(()()('<<-+=--θθa b a f ab a f b f .例21 求 xx e e xx x sin lim sin 0--→.分析:对于这个题目,好多同学看到题目之后,发现所求极限的函数是“0”型不定式,马上想到用罗比塔法则法,但是此题用拉格朗日中值定理更容易,更简单.解:令x e x f =)( 对它应用拉格朗日中值定理得)1(0 ))sin ((sin )sin ()(sin )('sin <<-+-=-=-θθx x x f x x x f x f e e x x 即1)(0 ))sin ((sin sin 'sin <<-+=--θθx x x f xx e e xx x e x f =)(' 连续1)0())sin ((sin lim ''==-+∴→f x x x f x θ,从而有 1sin limsin 0=--→x x e e xx x .2.9利用分子或分母有理化求极限若分子或分母的极限为0,不能运用四则运算中商的极限运算法则时,采用通过分子或分母有理化,消去分母中的趋于0的因子,再运用极限的运算法则.2.9.1.约去零因式(此法适用于型时0,0x x →)例22 求121672016lim 23232+++----→x x x x x x x解:原式=()())12102(65)2062(103lim2232232+++++--+---→x x x x x x x x x xx =)65)(2()103)(2(lim 222+++--+-→x x x x x x x=)65()103(lim 222++---→x x x x x =)3)(2()2)(5(lim 2+++--→x x x x x =2lim -→x 735-=+-x x .2.9.2通分法(适用于∞-∞型) 例23 求 )2144(lim 22x xx ---→. 解:原式=)2()2()2(4lim2x x x x -⋅++-→=)2)(2()2(lim2x x x x -+-→=4121lim2=+→x x .例24求极限20x →.解:20x →=21x x→=)221limx x x →=)lim1x →=2.2.10 利用定积分求极限定义9 设函数()f x 在闭区间[],a b 上有定义,在闭区间[],a b 内任意插入1n -个分点将[],a b 分成n 个区间[],x i i x x -,记i x ∆1i i x x -=-()1,2,3,,i n =⋅⋅⋅,[]1,i i x x ξ-∀∈,作乘积()i f ξi x ∆ ,若这些乘积相加得到和式()1ni i f ξ=∑i x ∆ ,设max λ={}:1i x i n ∆≤≤,若0lim λ→()1nii f ξ=∑i x ∆极限存在唯一且该极限与区间[],a b 的分法及分点i ξ的取法无关,则称这个唯一的极限值为函数()f x 在[],a b 上的定积分,记作()baf x dx ⎰,即 ()baf x dx ⎰=0limλ→()1nii f ξ=∑i x ∆否则称()f x 在[],a b 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.(2)若()ba f x dx ⎰存在,区间[],ab 进行特殊分割,分点i ξ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,这种思想在思考题中经常出现,我们要好好理解.(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()()()bbbaaaf x dx f t dt f u du ==⎰⎰⎰.定积分的极限有两个特性: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积.例25 利用定积分求极限:1111lim 1232n J n n n n →∞⎛⎫+++⋅⋅⋅+=⎪+++⎝⎭ 分析:此极限的求解,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,因此这里不合适,重要极限的结论显然也在这里没有用处,因为形式上根本不同;在考虑洛必达法则,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.再看用迫敛性:1111221221n nn n n n n =≤++⋅⋅⋅+≤+++,又lim11n nn →∞=+所以迫敛性失效.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道题.解:把此极限式化为某个积分和的极限式,并转化为计算定积分.为此作如下变形:111lim 11nn i J n i→∞==⋅+∑. 不难看出,其中的和式是函数()11f x x=+在区间[]0,1上的一个积分和(这里所取的是等分分割,11,,,1,2,i i i i i x i n n n n ξ-⎡⎤∆==∈=⎢⎥⎣⎦···,n ),所以()1100ln 1ln 21dxJ x x==+=+⎰ . 当然,也可把J 看作()11f x x=+在[]1,2上的定积分,同样有2312ln 21dx dx J x x ===⋅⋅⋅=-⎰⎰ .2.11 利用单调有界原理求极限定理12 若数列{}n a 收敛,则{}n a 为有界数列,即存在正数M ,使得对一切正整数n ,有 M a n ≤.定理13(单调有界定理) 在实数系中,有界的单调数列必有极限. 例26 设21=a ,n n a a 21=+,n =1,2,⋅⋅⋅,求lim n n a →∞.分析:用单调有界原理求极限首先要证明是有界的单调数列. 解:(1)先证{}n a 是有界数列.事实上,n +∀∈N 由12n a <<现用数学归纳法证明如下:当1k =时,1a =12<<成立. 设n k =时结论成立,即12k a <<,则当1n k =+时,11222k a +<=<= 故12,n a <<∀n +∈N(2)再证{}n a 严格单调递增.由于12n a <<,故11n n n a a +==>,因此{}n a 严格单调递增.由单调有界定理知lim n x a →∞存在.(3)设lim n n a →∞=a ,则对nn a a 21=+两边取极限得1lim nn n a +→∞= a =解之得2a = 或 0a =(不合题意,舍去),故lim n n a →∞=2.注:(唯一性定理)数列收敛,极限唯一.2.12 多种方法的综合运用上述介绍了求函数极限的基本方法,然而,每一道题目并非只有一种方法。

单调性求极限方法总结(论文)

单调性求极限方法总结(论文)

0 引言单调性是函数和数列的一个重要性质,在求函数和数列的极限问题中有着重要的应用.因此,对单调性方法的研究和归纳就显得非常重要.本文主要从微分法、归纳法、使用重要不等式法、差比法、比商法五个角度研究数列和函数的单调性证法,进而利用单调有界函数(或数列)必存在极限原理来求极限,并且就几个具有特殊形式的极限问题在形式上进行了推广,得到新的命题及推论,并利用单调性证法对其进行加以证明。

1利用微分法证明单调性求极限例1 证明:()'lim n fx →∞存在,并求极限值。

证明:(1)证明()'lim n f x →∞存在。

事实上,因为()f x 在()0,+∞上可导且单增,所以()'0f x ≥,即()'f x 有下界。

设()f x 在()0,+∞上单调递增且为有界的连续函数,又()f x 在()0,+∞内有二阶导数,且()"0f x <又因为()()"'0f x f x <⇒递减,综上知()'lim n f x →∞存在,设为L(2)求L 。

由()'0f x ≥()'lim 0n f x L →∞⇒=≥,现证L=0,若不然,()'0f x L →>,由极限的保号性,存在N ,若x N >时,有()'12f x >,在[],N x 上应用微分中值定理,有 ()()()()''f x f N f x N ξ-=- ()N x ξ<<()()()12f x f N x N >+-→∞ (N 固定,当x →∞) 当()f x 在()0,+∞单增有上界极限存在矛盾。

所以只有()'lim n f x →∞=0例2 设()f x 在()1,+∞上连续可微,且()()'211f x f x =+ 求证()lim x f x →∞存在。

证明:单调性:由当1x ≥时,11ln 1x x⎛⎫+≤ ⎪⎝⎭所以()()'0f x f x ≥⇒在()1,+∞单增有界性:由已知()'f x ≤()111111111ln 111ln 1ln 11xxe x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+<<+⇒⋅+≤≤++⇒≤+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1x ≤)()'3212f x x ⇒<==≤由()'f x 的表达式可见()'f x 可积,且由积分单调性知()()()()()3'21111111112xxf x dx x dx f x f f x f -≤=≤⇒-≤⇒≤+⎰⎰()()1,x ∈+∞ 所以()lim x f x →∞存在。

分析方法论文求极限的方法的论文 求极限几种特殊的方法与技巧

分析方法论文求极限的方法的论文 求极限几种特殊的方法与技巧

分析方法论文求极限的方法的论文求极限几种特殊的方法与技巧摘要】本文主要归纳了求极限的几种特殊方法。

【关键词】极限单调有界性夹逼准则无穷小导数定义泰勒公式中值定理一、利用单调有界性准则单调有界性准则:单调有界数列必存在极限例 1 :证明数列{Xn}收敛,其中X1=1,=(Xn+),n=1,2,…,并求极限Xn.证明:∵=(Xn+)≥·2·= ∴|Xn|有界又∵=(Xn+)≤(1+)=1 ∴{Xn}单调递减,从而Xn=b存在在=(Xn+)两边取极限得b=(b+),解得b=,从而Xn=二、利用两边夹定理两边夹定理(夹逼准则):如果函数f(x)、(x)、g(x)满足下列条件:(1)f(x)≤(x)≤g(x)(2)lim f(x)=lim g (x)=A ,那么lim (x)=A例2:求极限解:∵≤≤=, ==0 ==0,∴原式=0三、利用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:,存在,则也存在,且有=.常见的等价无穷小量(x0)有:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)例3:求极限.解:∵∴==1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”四、利用导数定义求极限导数定义:(1)f′(x0)=(2)f′(x0)=例4:求极限解:∵e0=1,根据导数定义有原式====(eu)u=0=1五、利用泰勒公式对于求某些不定式的极限来说,应用泰勒公式比使用罗比塔法则更为方便,下列为常用的展开式:(1)(2)(3)(4)(5)(6)上述展开式中的符号都有:例5:求极限:求解:利用泰勒公式,当有于是=从而原式===-六、利用拉格朗日中值定理定理:若函数f(x)满足如下条件:(I)f(x)在闭区间[a,b]上连续;(II)f (x)在(a,b)内可导则在(a,b)内至少存在一点,使得.此式变形可为:f(b)-f(a)=f′()(b-a),(a,b).例6:求解:令,在应用中值定理得==-(),()故当n时,一0,可知原式=-()==1.参考文献[1] 邓东皋、尹小玲编著,数学分析简明教程.[2] 陈传璋《数学分析》第二版(上册).[3] 同济大学应用数学系编,微积分(上册).资料仅供参考!!!。

极限求解方法及应用论文

极限求解方法及应用论文

极限求解方法及应用论文极限求解方法是数学分析中的重要概念,用于研究一个函数在某一点或无穷远处的行为。

它在物理学、工程学以及经济学等领域中有广泛的应用。

首先,我们来讨论一下极限定义及其求解方法。

极限可以分为左极限和右极限。

设函数f(x)在a点的定义域中不存在函数值,当x无限接近于a时,如果f(x)的取值无限接近于一个确定的实数L,则称L为函数f(x)在x=a处的左极限,记作lim(x→a-) f(x) = L。

同理,如果当x无限接近于a时f(x)的取值无限接近于一个确定的实数L,则称L为函数f(x)在x=a处的右极限,记作lim(x→a+) f(x) = L。

当且仅当左极限等于右极限并且都存在时,函数f(x)在x=a处的极限存在,即lim(x→a) f(x) = L。

极限求解方法主要包括极限的基本四则运算法则、极限的夹逼定理、函数的连续性等。

极限的四则运算法则指出,对于两个函数f(x)和g(x)以及常数a和b,当lim(x→a) f(x)存在,lim(x→a) g(x)存在,那么:1. lim(x→a) [f(x) + g(x)] = lim(x→a) f(x) + lim(x→a) g(x)2. lim(x→a) [f(x) - g(x)] = lim(x→a) f(x) - lim(x→a) g(x)3. lim(x→a) [af(x)] = a * lim(x→a) f(x)4. lim(x→a) [f(x)g(x)] = lim(x→a) f(x) * lim(x→a) g(x)5. lim(x→a) [f(x)/g(x)] = lim(x→a) f(x) / lim(x→a) g(x)(前提是lim(x→a) g(x) 不为零)极限的夹逼定理是极限求解中常用的方法之一。

它描述了当一个函数夹在两个函数之间时,这个函数的极限等于这两个函数的共同极限,即:如果对于任意的x都有g(x) ≤f(x) ≤h(x),同时lim(x→a) g(x) = lim(x→a) h(x) = L,则lim(x→a) f(x) = L。

数学学年论文毕业论文求极限的方法

数学学年论文毕业论文求极限的方法

在数学中,极限是一种重要的概念,能够帮助我们研究函数和序列的性质。

求解极限是数学学年论文或毕业论文中的一部分。

下面我将介绍几种常用的求极限的方法。

一、代入法代入法是求解极限最为简单的方法之一,其基本思想是将极限中的变量替换为一些特定的常数值,然后计算函数在该值处的函数值。

如果该函数在该点的函数值存在,则该值即为极限值。

二、夹逼定理夹逼定理是数学分析中常用的一种方法,可以用来求解一些函数在其中一点处的极限。

夹逼定理的原理是,如果一个函数f(x)在其中一点x0附近能够找到两个较为简单的函数g(x)和h(x),并且满足g(x) ≤ f(x) ≤ h(x),那么在x0处,这三个函数的极限也有相应的关系,即lim(g(x)) ≤ lim(f(x)) ≤ lim(h(x))。

三、无穷小量法无穷小量法是求解极限的一种重要方法,它的原理是当变量趋向无穷大或者趋向零时,一些函数的变化可以近似看作是一个无穷小量。

通过将待求极限中的变量作适当的变换,将其表示为无穷小量与一些已知极限之间的关系,然后求解已知极限,最后根据变换的关系得到待求极限。

四、洛必达法则洛必达法则是求解极限中常用的方法之一,其基本思想是用导数的求导法则来求解函数的极限。

具体来说,如果在其中一点x=a处,函数f(x)和g(x)都满足条件lim(f(x))=lim(g(x))=0或lim(f(x))=lim(g(x))=∞,且g'(x)≠0,则该极限lim(f(x)/g(x))存在。

通过求解lim(f'(x)/g'(x)),可以得到lim(f(x)/g(x))的值。

五、级数展开法级数展开法是一种将待求极限变换为级数求和的方法,它适用于一些函数无法直接求解极限的情况。

通过将函数f(x)在其中一点进行泰勒级数展开,然后利用级数的性质,可以得到该函数在该点处的极限。

在实际应用中,以上多种方法可以相互结合使用,根据具体问题的性质来选择合适的方法。

求极限及几种方法论文

求极限及几种方法论文

求极限的几种方法崔令坤摘要:极限概念与求极限的运算贯穿了高等数学课程的始终,掌握求极限的方法与技巧是高等数学的基础。

关键词:高等数学,极限方法能力。

定义:设函数()x f y =在点o x 的某个去心邻域内有定义,即存在()0lim x x f x A →=1.用极限定义求极限例1:(1) 用N ε-放法证明:1x =(2) 设12...lim nnx x x x x A n →∞+++=(1)证明:0ε∀>1ε< 记1α=此式可改写成:()()()221111 (2)1nnn n n n n n ααααα+++==++++≥+ 用到了二项展开式 得:0α<<≤=当1n >时至此要αε<ε< 即 241n ε>+故令241N ε=+,则n N >1αε=< 2) 证明:当A 为有限数时,1212......n nx A x A x A x x x A n n-+-++-+++-≤因为lim n x x A →∞=,故10,0N ε∀>∃> 使得,当n>N 时有2n x A ε-<从而,上式121 (2)n x A x A x A n N n n ε-+-++--≤+注意:这里112...N x A x A x A -+-++- 已为定数,因而20N >,当2n N >时,112 (2)2N x A x A x Aε-+-++-<于是,令{}12max ,N N N =,则n N >时12 (222)n x x x n N A n n εεεε++--<+<+=2.用Cauchy 准则证明极限: 例:设23sin1sin 2sin 3sin (2222)n n nx =++++试证{}n x 收敛, 证明:因为对0p ∀>有12111 (222)n p n n n n px x ++++-≤+++ 11111111111...12222212n p n n n+-+⎛⎫⎪⎛⎫+++≤=< ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪-⎝⎭0ε∀>,(只要1n ε<(即n ε>)),故令1N ε=,则n N >时,有n p n x x ε+-<,(){}0n p x ∀>收敛从而,结论得证。

数学毕业论文之数学分析中求极限的几种常用方法(定稿)(1)..

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阜阳师范学院信息工程学院u F uy n y a ng g S h f i fa a n X u X ue u e y ua a n n X i nx x i G o G on n g h c he n e ng g X u X ue u e y uan an 本科毕业论文题 目目: : 数学分析中求极限的几种常用方法数学分析中求极限的几种常用方法数学分析中求极限的几种常用方法学学 生生: : 方方 常常 学学 号:号:号: 201002010312 201002010312 学学 院:院:院: 阜阳师范学院信息工程学院阜阳师范学院信息工程学院阜阳师范学院信息工程学院专 业:业:业: 数学与应用数学数学与应用数学数学与应用数学 入学时间入学时间: 2010 : 2010 : 2010 年年 09 09 月月 13 13 日日 指导教师:指导教师: 王海坤王海坤王海坤 职称职称职称: : : 教授教授教授完成日期:完成日期:完成日期: 2014 2014 2014 年年 4 4 月月 20 20 日日诚信承诺书我谨在此承诺::本人所写的毕业论文《数学分析中求极限的几种我谨在此承诺常用方法》均系本人独立完成,凡涉及其他作者的观点和材料均作了注释。

如有不实,本人愿承担相应后果,接受学校的处理。

承诺人(签名)年月日目录摘要、关键字摘要、关键字 ...............................................................(...............................................................(11) 1 1 引言引言引言 .....................................................................(.....................................................................(.....................................................................(11) 2 2 极限的求法极限的求法极限的求法 ............................................................(............................................................( (11)2.1 2.1 利用两个准则求极限..........................................(利用两个准则求极限..........................................(利用两个准则求极限..........................................(11) 2.2 2.2 利用导数的定义求极限.......................................(利用导数的定义求极限.......................................(利用导数的定义求极限.......................................(22) 2.3 2.3 利用两个重要极限公式求极限..............................(利用两个重要极限公式求极限..............................(利用两个重要极限公式求极限..............................(33) 2.4 2.4 利用函数的连续性求极限....................................(利用函数的连续性求极限....................................(利用函数的连续性求极限....................................(33) 2.5 2.5 利用等价无穷小量代换求极限..............................(利用等价无穷小量代换求极限..............................(利用等价无穷小量代换求极限..............................(44) 2.6 2.6 利用泰勒展开式求极限.......................................(利用泰勒展开式求极限.......................................(利用泰勒展开式求极限.......................................(44) 2.7 2.7 利用洛必达法则求极限.......................................(利用洛必达法则求极限.......................................(利用洛必达法则求极限.......................................(55) 2.8 2.8 利用定积分求极限利用定积分求极限利用定积分求极限 ..........................................(..........................................(..........................................(66) 3 3 结束语结束语结束语 ..................................................................(..................................................................(..................................................................(66) 参考文献参考文献 .....................................................................( (77)数学分析中求极限的几种常用方法姓名:方常方常 学号:201002010312 指导教师:王海坤王海坤摘要:极限思想是许多科学领域的重要思想之一,在数学分析中的应用最为广泛。

浅谈极限的求解方法毕业论文

浅谈极限的求解方法毕业论文

共17页第1页浅谈函数极限求解方法学生:陈智年指导老师:赵守江三峡大学理学院摘要:极限是数学分析的基础,数学分析的基本概念的表述,都可以用极限来描述.如函数在某点处导数的定义,定积分的定义,偏导数的定义,二重积分的定义,三重积分的定义,无穷级数的定义都是用极限来定义的.极限是研究数学分析的基本工具.极限是贯穿数学分析的一条主线.学好极限要从以下两个方面着手: 1)是考察所给函数是否存在极限;2)若函数存在极限,则考虑如何计算此极限.本文主要是对第二个问题即在极限存在的条件下,如何去求极限进行综述. 对于简单的极限的计算,利用定义求值或利用极限的四则运算法则求值都是可行的,但是对于一个比较复杂的极限的计算,例如的值时则不能直接采用一般的定义或者定理,即使采用洛必达法则也是比较繁琐的,然而用泰勒展示则计算简单多了,这就说明为一般地解决极限求值问题时,就必须利用有效有针对性的计算方法,对各个具体问题还要善于发现和利用其特点以简化手续.传统的极限的计算方法不下十几种,但具体到计算不同特征的极限时,究竟采用哪种方法,很多人总感到无从下手.只有将这些方法进行归纳总结,从而才可以针对不同特征的式子选择适当的计算方法,进而简化计算Abstract:Limit is the basis of mathematical analysis , the basic concepts of mathematical analysis of expression , can be used to describe the limit as a function definition derivative at some point , the definition of the definite integral , the definition of partial derivative , the definition of double integrals , triple integral definition , infinite series of definitions are used to define the limits of the limit is the basic tool to study the limits of mathematical analysis is a main theme throughout the mathematical analysis to learn the limits from the following two aspects is to investigate the function if there is a limit .If there is a limit function , then consider how to calculate this limit this article is the second question that under the conditions of the existence of the limit , how to find the limits are reviewed for a simple calculation of the limit of the use . define the limits of the evaluation or the use of four evaluation algorithms are feasible, but for a more complicated limit calculations, such asFind in coslimx when exxx values are not directly using the general definition or theorem, even with the Hospital's Rule is more complicated , however, Taylor shows the calculation is much simpler , which is generally described when the limit is evaluated to solve the problem , we must use effective targeted method of calculation for each specific issues but also good at finding and using its features to simplify procedures. The traditional method of calculating the limit of no less than a dozen, but when calculating the limits specific to different characteristics , whether using either method, a lot of people always feel unable to start . These methods will only be summarized, so that we can choose the appropriate method of calculation formulas for different characteristics , and thus simplify the calculation关键词:极限;极限的定义;极限的性质;罗必达法则;泰勒公式;单调有限法则;积分中值定理;拉格朗日中值定理共17页第2页Keywords :Limit; ultimate limits of nature; Luo's Rule; Taylor formula; monotonous limited law; integral mean value theorem; Lagrange mean value theorem与一切科学方法一样,极限法也是社会实践的产物。

数学分析中的极限问题毕业论文终稿

数学分析中的极限问题毕业论文终稿

数学分析中的极限问题毕业论文目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words. (1)引言 (1)1.综述 (2)1.1极限的产生与发展 (2)1.2极限问题的类型 (3)2.常见的极限求解方法 (3)2.1简单求极限的方法 (3)2.2利用两个重要极限公式求极限 (4)2.3利用洛必达法则求极限 (5)2.4利用极限的四则运算法则求极限 (6)2.5利用等价无穷小替换求极限 (6)2.6利用定积分求极限 (7)2.7利用泰勒公式求极限 (8)2.8两边夹法则求极限 (9)2.9利用单侧极限求极限 (10)2. 10利用中值定理求极限 (11)小结 (12)参考文献 (13)数学分析中的极限问题学生:** 学号:*********数学与计算机科学系数学与应用数学专业指导教师:** 职称:**摘要:极限是数学分析这门学科的基础,通过极限思想、借助极限工具使数学分析容更加严谨,贯穿整个数学分析的始末. 本文主要是对数学分析中的极限的产生与发展,以及常见极限的若干常规解法进行了讨论和研究. 本文的重点在第二章,具体介绍了运用四则运算法则、两个重要极限、两边夹法则、等价无穷小替换等方法求解极限.关键词:四则运算法则;洛比达法则;泰勒公式;两边夹法则.Abstract: Limit is the basis of mathematical analysis of the subject, through the of though with the tools of limit, make the content more rigorous mathematical analysis, through the mathematical analysis of events. This article is mainly to limit the emergence and development of mathematical analysis, as well as the common limit of conventional method are disscussed and studied. In the second chapther, the focus of this article, using the laws of arthmetic are analysised in detail, two important limits,between law and equivalent infinitesimal substitution method to solve the limit. Key words:four arithmetic operations; the derivation rule; Taylor formula; both sides grip rule.引言极限是描述数列和函数在无限过程中的变化趋势的重要概念,是从近似认识精确,从有限认识无限,从量变认识质变的一种数学方法,能够通过旧事物的量的变化规律,去计算新事物的量. 因此,极限具有由此达彼的重大创新作用. 同时,极限是研究微积分的理论基础和基本手段,它一直贯穿于该学科的始终. 极限的思想方法不仅在整个分析学的建立和发展中起着基本作用,而且还广泛应用于其他数学分支和自然科学. 同时,考研数学中也少不了有关于极限的题目.极限的思想方法作为人类发现数学问题并解决数学问题的一种重要手段,随着科学技术的不断发展,社会生产力的不断提高,在数学的发展史上将发挥越来越重要的作用. 因此,探讨如何求极限、怎样使求极限变得容易,是一个非常具有现实意义的重要问题. 求极限不仅要准确理解极限的概念、性质和极限存在的条件,而且还要清楚认识各种极限的类型,并熟练应用多种求极限的基本方法.众所周之,求极限的方法繁多且变化灵活,不易掌握. 本文在总结各种常用的求极限方法的同时,更重要的是,也会提出一些创新的极限求解方法,希望能够开拓思路,起到抛砖引玉的作用.1.综述1.1极限的产生与发展早在两千多年前,我国的惠施就在庄子的《天下篇》中有一句著名的话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,惠施提出了无限变小的过程,这是我国古代极限思想的萌芽.我国三国时期的大数学家徽(约225年~295年)的割圆术,通过不断倍增圆接正多边形的边数来逼近圆周,徽计算了圆接正3072边形的面积和周长,从而推得3.1410243.142704π<<.在国外一千多年以后欧洲人安托尼兹才算到同样精确度的小数.π这扇窗口闪烁着我国古代数学家的数学水平和才能的光辉.徽的割圆术不仅仅是先导,而且是一面旗帜,为研究复杂的逼近数列打开了先河.16世纪前后,欧洲资本主义的萌芽和文艺复兴运动促进了生产力和自然科学的发展. 17世纪,牛顿和莱布尼兹在总结前人经验的基础上,创立了微积分. 随着微积分应用的更加广泛和深入,遇到的数量关系也日益复杂,例如研究天体运行的轨道等问题已超出直观围.在这种情况下,微积分的薄弱之处也越来越暴露出来,严格的极限定义就显得十分迫切需要. 经过近百年的争论,直到19世纪上半叶人们通过对无穷级数的研究和总结,明确的认识了极限的概念.德国著名数学家维尔斯特拉斯通过静态刻板的定义,描述了无限的过程,刻画了极限,对于数列{}n a 如果找到一个实数a ,无论预先指定多么小的正数ε,都能够在数列中找到一项n a ,使得这一项后面的所有项与a 的差的绝对值都小于ε,就把这个实数a 叫做数列{}n a 的极限. 1.2极限问题的类型数列极限定义 设{}n a 为实数数列,a 为定数,任意ε>0,总存在正整数N ,使得当n N >时,有n a a ε-<,则称数列{}n a 收敛于a ,定数a 称为数列{}n a 的极限.不等式n a a ε-<刻画了n a 与a 的无限接近程度,ε愈小,表示接近得愈好;而正数ε可以任意地小,说明n a 与a 可以接近到任何程度. 然而,尽管ε有其任意性,但一经给出正整数,N ε就暂时地被确定下来,以便依靠它来求出ε,又ε既是任意小的正数,那么2ε, ε的平方等等同样也是任意小的正数,因此定义中不定式n a a ε-<中的ε可用2ε, ε的平方等来代替. 同时,正由于ε是任意小正数,我们可限定ε小于一个确定的正数.函数极限定义 设函数()f x 在点0x 的某一去心邻域有定义,如果存在常数A ,对于任意给定的正数ε,总存在正整数d ,当x 满足不等式00x x d <-<时,对应的函数值()f x 都满足不等式()f x A ε-<,那么常数A 就叫做函数()f x 当0x x →时的极限,记作0lim ()x x f x A →=.2.常见的极限求解方法数列极限的求法可谓是多种多样,通过归纳和总结,本章将介绍几种常见的极限求解方法,这些方法均有各自的特点,因为这些常见的方法是研究极限求解的基础,需要我们去深刻的理解并扎实的掌握.我们罗列出一些常用的求法. 2.1简单求极限的方法我们知道,在同一趋近过程中,无穷大量的倒数是无穷小量;有界量乘以无穷小量等于无穷小量;有限个(相同类型)无穷小量之和 、差、积仍为无穷小量,以及利用函数的连续性可以求出某些函数的极限.例1 求极限2147lim32x x x x →--+. 解 当1x →时,分母的极限为0,而分子的极限不为0,可以先求出所给函数的倒数的极限2132132lim04747x x x x →-+-+==--, 利用无穷小量的倒数是无穷大量,故 2147lim32x x x x →-=∞-+. 例2 求极限201sinlimsin x x x x→.解 运用极限运算的四则运算法则,有200001sin11limlim sin lim lim sin sin sin sin x x x x x x x x x x x x x x x→→→→=⋅⋅=⋅, 因为0lim1sin x xx→=,当0x →时,x 为无穷小量,1sinx为有界量,所以 01lim sin 0x x x→⋅=, 故201sin lim0sin x x x x→=.2.2利用两个重要极限公式求极限 我们所熟悉的两个重要极限是 (i)lim ()0x af x →=则sin ()lim1()x a f x f x →=,(ii)lim ()0x af x →=则1()lim(1())f x x af x e →+=,其中,第一个重要极限是“00”型;第二个重要极限是“1∞”型.利用重要极限求函数极限时,关键在于把要求的函数极限化成重要极限的标准型或者它们的变形,这就要抓住重要极限公式的特征,并且能够根据它们的特征,辨认它们的变形,有时会利用到归结原则.例3 求极限10lim(12).xx x →+解 1112220lim(12)lim[(12)(12)]x x xx x x x x e →→+=+⋅+=.例4 求极限211lim(1)nn n n →∞+-.解 2111(1)(1)(n )n n e n n n+-<+→→∞,当1n >时,有2221112221111(1)(1)(1)n n n n n n n n n n n n n-------+-=+≥+,而由归结原则(取2,(n 2,3,)1n n x n ==⋅⋅⋅-)有2221122111lim(1)lim(1)lim(1)n n n n n n n n n n e n n n---→∞→∞→∞--+=+=+=, 于是,由数列极限的迫敛性得211lim(1)nn e n n→∞+-=. 2.3利用洛必达法则求极限定理1 若函数()f x 与()g x 满足 (i) 0lim ()lim ()0();x x x x f x g x →→==∞(ii) 在点0x 的某空心邻域0()U x 两者都可导,且()0g x ≠; (iii) 0()lim()x x f x A g x →'='(A 可为实数,也可为+∞或-∞),则 00()()limlim ()()x x x x f x f x A g x g x →→'=='. 例5 求极限1220(12)limln(1)xx e x x →-++. 解 利用22ln(1)~(0)x x x +→,得 11132222220000(12)(12)(12)(12)limlim limlimln(1)22xxxxx x x x e x e x e x e x x x x--→→→→-+-+-+++===+.应用洛必达法则计算待定型极限需要注意的问题(1)审查计算的极限是不是待定型,如果不是待定型就不能运用洛必达法则,因为它不满足洛必达法则的条件. (2)除计算“”或者“∞∞”两种待定型外,计算其它五种待定型00"0,1,0,,"∞⋅∞∞∞-∞都要用对数或代数运算将它们化为待定型“0”或者“∞∞”,然后再应用洛比达法则.(3)在求极限的过程中,有可约的因子或者极限不是零的因子,可以先约去或从极限符号取出.(4)要特别注意,一般来说,应用洛必达法则计算待定型极限都比较简单.但是对少数的待定型极限应用洛比达法则,并不简单.2.4利用极限的四则运算法则求极限定理2(极限的四则运算法则) 若0lim ()x x f x A →=, 0lim ()x x g x B →=,则(i) 0lim ()lim ()x x x x f x g x A B →→±=±,(ii)0lim[()()]lim ()lim ()x x x x x x f x g x f x g x A B →→→⋅=⋅=⋅,(iii)若0B ≠,则000lim ()()lim ()lim ()x xx x x x f x f x A g x g x B→→→==, 综上所述,函数的和、差、积、商的极限等于函数极限的和、差、积、商.例6 求极限2223lim 4x x x x →+++.解 2223lim 4x x x x →+++=222lim(23)lim(4)x x x x x →→++=+116. 2.5利用等价无穷小替换求极限以下是当0x →时常用的等价无穷小关系sin ~,tan ~,arcsin ~,arctan ~,11~,1~,log (1x)~,ln 11~ln 1~,2(1)1~,ln(1)~.x a x x x x x x x x x x e x n aa x a x x x x x -+-+-+αα等价无穷小代换法 设,,,ααββ'' 都是同一极限过程中的无穷小量,且有~,~,limαααβββ''''存在,则 βαlim 也存在,且有limlim ααββ'='. 例7求极限321(1cos )n n ⋅-.解 因为lim1n →∞=,故321(1cos)n n ⋅-221(1cos )n n ⋅-=2411n n ⋅⋅=1=.例8求极限0lim1x x e →-解 有等价无穷小关系 tan ~,1~ln (0).x x x a x a x -→lim1x x e →-0x →=0x →=21.2x →===2.6利用定积分求极限由于定积分是积分和的极限,因此,某些和式问题可以化为定积分的计算,使运算得以完成.例9 求极限2222221lim 12(n 1)n n nnn n n n →∞⎡⎤++++⎢⎥+++-⎣⎦.解 222222112(n 1)n nnn n n n +++++++-2221111112111()1()1()n n n n n ⎡⎤⎢⎥=+++⎢⎥---⎢⎥+++⎣⎦.可取函数21()1f x x =+,[0,1],x ∈上述和式恰好是21()1f x x =+,在[]0,1上n 等分的积分和,所以2222222221201lim 12(n 1)1111lim 112111()1()1()1.14n n n n n n n n n n n n n n dx x π→∞→∞⎡⎤++++⎢⎥+++-⎣⎦⎡⎤⎢⎥=+++⎢⎥---⎢⎥+++⎣⎦==+⎰2.7利用泰勒公式求极限常用泰勒公式展开235211224221211();2!!sin (1)();3!5!(21)!cos 1(1)();2!4!(2)!ln(1)(1)();2nxn n n n nn n nn n x x e x x n x x x x x x n x x x x x n x x x x x nοοοο--+-=+++⋅⋅⋅++=-++⋅⋅⋅+-+-=-++⋅⋅⋅+-++=-+⋅⋅⋅+-+22(1)(1)(1)(1)1();2!!11().1n n n n n x x x x x n x x x x x--⋅⋅⋅-++=+++⋅⋅⋅++=+++⋅⋅⋅++-αααααααοο例10求极限00)x a →>.解利用泰勒公式,当0x →时1()2xo x =++,于是 0limx x→x →= 01211()()1()22limx x x o x o x a a x→⎤++--⋅-⎥⎣⎦=0()2lim x x o x a x →+=0x →==. 例11 求极限2602cos 2lim x x x e e x x x -→+--.解 应用泰勒公式,将函数x e ,x e -,cos x 展开到6x 项,有2345661(),1!2!3!4!5!6!xx x x x x x e x ο=+++++++2345661(),1!2!3!4!5!6!xx x x x x x ex ο-=-+-+-++2466cos 1().2!4!6!x x x x x ο=-+-+将它们代入上式,整理,得66266004()2cos 246!lim lim 6!xxx x x x e e x x x x ο-→→++--==. 2.8两边夹法则求极限当极限不易求出时,可考虑将所求极限变量,做适当的放大或缩小,是放大或缩小的新变量,易于求极限,且二者的极限值相等,则原极限存在,切等于此公共值.例11 求极限01lim x x x →⎡⎤⎢⎥⎣⎦.解 因为1x ⎡⎤⎢⎥⎣⎦是对1x 取整,则1111(0)x x x x⎡⎤-<≤≠⎢⎥⎣⎦, 当0x >时,111x x x ⎡⎤-<≤⎢⎥⎣⎦,当0x <时,111x x x ⎡⎤->≥⎢⎥⎣⎦, 故1lim 1x x x →⎡⎤=⎢⎥⎣⎦. 例12 设1!2!!,!n n x n ++⋅⋅⋅+=求极限lim .n n x →∞解 当分子2n >时,有2!1!2!(2)!(1)!n n n n -<++⋅⋅⋅+-+-(2)(2)!(1)!!n n n n <--+-+2(1)!!n n <-+,因此,当2n >时,211n x n<<+, 所以lim 1n n x →∞=.2.9利用单侧极限求极限可以用单侧极限求解的问题类型如下(1) 求含xa 的函数x 趋向无穷的极限,或求含1xa 的函数x 趋于0的极限; (2) 求含取整函数的函数极限; (3) 分段函数在分段点处的极限;(4) 含偶次方根的函数以及arctan x 的函数,x 趋向无穷的极限.这种方法还能使用于求分段函数在分段点处的极限,首先必须考虑分段点的左、右极限,如果左、右极限都存在且相等,则函数在分界点处的极限存在,否则极限不存在.例13 设函数21sin ,0()1,0x x f x xx x ⎧>⎪=⎨⎪+≤⎩ ,求()f x 在0x =的极限. 解 由于1lim sin 1x x x+→=,20lim(1)1x x -→+=,故00lim ()lim ()1x x f x f x +-→→==, 从而lim ()1x f x →=.2. 10利用中值定理求极限拉格朗日(Lagrange )中值定理 若函数()f x 满足如下条件 (i) ()f x 在闭区间,a b 上连续 ; (ii) ()f x 在开区间(,)a b 可导, 则在(,)a b 至少存在一点ξ,使得()()()f b f a f b aξ-'=- .例14 求函数极限30sin(sin )sin lim x x xx →- .解 因为sin(sin )sin x x -[](sin )cos (sin )x x x x x θ=-⋅⋅-+ (01)θ<<,所以30sin(sin )sin limx x xx→- []3(sin )cos (sin )lim x x x x x x xθ→-⋅⋅-+=20cos 1lim3x x x →-=0sin lim 6x x x →-=16=-积分中值定理 若()f x 在[,]a b 上连续,则至少存在一点[,]a b ξ∈,使得()()()b af x dx f b a ξ=-⎰.例15 求极限sin lim ,n p nn xdx x+→∞⎰p 为某实数. 解 由积分中值定理,得sin sin n p n nnx dx p x ξξ+=⋅⎰,因为n ξ为介于n 与n p +之间的某值,则111n n n p ξ≤≤+ 或 111n n n pξ≥≥+, 而sin 1n ξ≤,由无穷小量与有界量的乘积仍为无穷小量及迫敛性得sin lim 0n p nn xdx x+→∞=⎰. 定理(推广的积分第一中值定理) 若函数()f x 与()g x 在[],a b 上连续,且()g x 在[],a b 上不变号,则至少有一点[],a b ξ∈,使得()()()()b baaf xg x dx f g x dx ξ=⎰⎰.例16 求函数极限40lim sin n n xdx π→∞⎰.解 由题 ()sin ,()1,n f x x g x ==均在[0,]4π上连续,且()g x 不变号,由推广的积分第一中值定理40limsin nn xdx π→∞⎰40lim sin nn dx πξ→∞=⎰ limsin (0)4n n πξ→∞=⋅-lim(sin )04n n πξ→∞==.小结以上所求极限的方法各有条件、各具特色,因此各种类型所采用的技巧方法都不尽相同,我们必须根据其条件来判断极限的类型,进而根据类型来找到解决问题的方法.当然,有些题目有可能可以用多种方法来解决,此时,我们不可以死搬硬套,要从繁琐中找复杂,在复杂中找简单,而关于如何做到这一点,就必须在做题中不断总结、摸索、领悟各种方法的精髓,才能熟练而有灵活的掌握与运用各种求极限的方法.参考文献[1] 林源渠,方企勤. 数学分析解题指南.[M].:大学,2003.[2] 郝涌,学志,陶有德. 数学分析选讲.[M].:国防工业,2010.[3] 同济大学应用数学系. 高等数学.[M].:高等教育,1996.[4] 玉琏,奎元,伟,吕风. 数学分析讲义学习辅导书.[M].:高等教育,2003.[5] 清华,昊.数学分析容、方法与技巧.[M].华中科技大学, 2003.[6] 华东师大学数学系. 数学分析上册第三版.[M].高等教育,2001.[7] 钱. 数学分析解题精粹.[M].:崇文书局,2003.[8] 梁昌洪. 话说极限.[M].:高等教育,2009.。

数列极限计算函数极限的方法论文

数列极限计算函数极限的方法论文

数列极限计算函数极限的方法论文求极限不仅要准确理解极限的概念、性质和极限存在的条件,而且还要能准确地求出各种极限。

求极限的方法很多,针对学生的实际情况,本文从一类计算方法总结如下。

一、问题的提出引例1:计算()n3。

解:()n3 =[(1+)]2(1+)-1=e2。

本例中数列极限(1+)=e许多学生认为是由于(1+)n=e,但这种想法似是而非,严格地讲这是由(1+)x=e得出来的,同一个类型的例子基本上都是这样,由此可见x=e这个式子的正确使用是我们必须要掌握的。

引例2:证明(1+)x=e。

证:对于任意的x>1,有(1+)[x] +∞时,不等式左右两侧表现两个数列的极限(1+)n=e与(1+)n+1=e,再利用函数极限的夹逼定理得到(1+)x=e。

接下来我们重点了解一下能不能从数列极限(1+)n=e求函数极限(1+)[x]=e 。

研究数列极限和函数极限时,许多学生会想到海涅定理,根据海涅定理,(1+)[x]=e的充分必要条件是对于任意趋于+∞的数列{n }都有。

当xn=n时,数列{(1+)1,(1+)2,(1+)3+……(1+)n……},所以(1+)n=(1+)n=e。

当xn=n2时,数列={(1+)1,(1+)4,(1+)9,……(1+)n2……}是数列{(1+)n}的子列,所以(1+)[x]=(1+)n=e。

但是当 xn=时,数列{(1+)[xn]}={(1+)1,(1+)1(1+)1,(1+)2,…,(1+)},显然数列{(1+)n}是数列{(1+)[xn]}的子列,因此从逻辑上我们就不能直接用(1+)n=e得到(1+)[xn]= e,也就不能直接得到(1+)[x]=e,至于有的教材中直接将{(1+)[xn]} 认为是{(1+)n}的子列,则明显错误的。

二、得到的重要结果通过上面的分析,我们就可以提出下面的定理。

定理1 设f(x)在[a,+∞]上有定义,(a>0),如果存在数列{xn },{yn }满足对于任意x>=a,当n0,由于 xn= yn=a,所以存在n∈n+ (假设n≥a),当n>n时,就会有x-ax时,总可以找到满足 n0>n 且n0≤x≤n0+1,由条件可得xn≤f(x)≤yn,所以xn-a≤f(x)-a≤yn-a,于是f(x)-a≤max{xn-a,yn-a}<ε。

数学分析极限论文

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数学分析中求极限的方法总结熊伟 1303090119 数学0901摘要:数学分析是以极限为工具来研究函数的学科,掌握求极限的方法对学习数学分析有很大帮助,然而求极限的题型多变,技巧性强,本文总结了几种一般的求极限方法,并对专用于求数列极限和函数极限以及两者通用的方法进行归类总结,同时为每种方法相应的举例对方法加以说明.关键词:极限 、数列极限 、函数极限 、方法 、总结在我们所学过的数学分析中有数列极限和函数极限两种,我将用于专门求数列极限或函数极限,两者通用的方法进行了如下归纳.1 求数列极限的方法定义法 这是求数列极限最基本的方法.设{n x }是数列,A 为常数,0>∀ε,∃正整数N ,当N n >有ε<-A x n 成立,称{n x }以A 为极限或{n x }收敛于A ,记作A x n n =∞→lim .[1]例1 证明0)1(lim=-∞→nnn 证明:0>∀ε,取1]1[+=εN ,则当N n >时,有ε<--0)1(nn0)1(lim=-∴∞→n n n 2 求函数极限的方法2.1 定义法 设)(x f y =在)(00x O 内有定义,A 为常数,0>∀ε,0>∃δ,当δ<-<00x x 时,有ε<-A x f )(,称)(x f 在0x 点收敛于A ,记作A x f x x =→)(lim 0.[1]例2 求证211lim=--→x x x x证明:0>∃δ,取εδ=,则当δ<-<10x 时,有ε<-<+-=-=---1111211x x x x x x2.2 两个重要极限的应用.1sin lim0=→x x x e xx x =+∞→)11(lim例3 求)0,(sin sin lim 0≠→n m nx mx x 解:原式n mnx nx nx mx mx mx x ==→sin **sin lim 0例4 求n n n )111(lim ++∞→ 解:原式=11])111[(lim ++∞→++n nn x n =1lim1])111[(lim ++∞→∞→++n nn x n n e = 3 以下方法求数列极限和函数极限均适用,方法均以数列为例举出,将n x 和n y 相应的替换为)(x f 和)(x g 可得求函数极限的方法. 3.1 利用极限的夹逼准则求极限. 例5 求)12111(lim 222n n n n n ++++++∞→解:设原式的=A , 那么122+≤≤+n n A n n n 又 1lim2=+∞→nn n n ,11lim2=+∞→n n n1)12111(lim 222=++++++∴∞→nn n n n3.2利用极限的四则运算,此法一般参杂在其他方法中使用. 例6 求)(lim 2n n n n -+∞→解:∞→n lim (n n +2-n)=∞→n limnnn n ++2=)111(lim ++∞→n n =2. 3.3利用泰勒公式求极限,在含有xe ,正余弦的极限中注意此方法. 例7 求)1(11sin lim 2x x e x x ----=→解: )(!2122x o x x e x+++= )(sin 2x o x x += )(21)1(222x o x x +-=- ∴2!21sin 22x x x e x==-- )(2)1(1222x o x x +=-- 1021021lim )(21)(21lim)(2)(2lim )1(11sin lim 0222202222020=++=++=++=----∴→→→→x x x xx xx o x x o x o x x o x x x e 3.4利用洛必达法则求解,首先介绍使用洛必达法则的前提. 必须是00或∞∞型才能用洛必达法则,若是∞-∞,∞*0,00,∞1,0∞等待定型,则用通分,取倒数或取对数的方法将其转化为00或∞∞型. 例8 求xx xx x x sin cos lim0--→解:原式3)sin cos 2(lim sin cos sin sin lim cos 1sin cos 1lim 000=+=++=-+-=→→→xxx x x x x x x x x x x x x此外,还有一个简便的方法,在我们了解函数图像大体趋势时,可根据函数图像上升或下降的速度来判断极限是0还是∞.应注意的是,当函数x 无限趋近于某一数时,这两个函数图像同增或同减.以上是我总结的几种求极限的方法。

求函数极限的方法总结论文

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求函数极限的方法总结论文利用函数连续性:直接将趋向值带入函数自变量中,此时要要求分母不能为0;通过已知极限:两个重要极限需要牢记;采用洛必达法则求极限:洛必达法则是分式求极限的一种很好的方法,当遇到分式0/0或者∞/∞时可以采用洛必达,其他形式也可以通过变换成此形式。

函数极限是高等数学最基本的概念之一,导数等概念都是在函数极限的定义上完成的。

函数极限性质的合理运用。

常用的函数极限的性质有函数极限的唯一性、局部有界性、保序性以及函数极限的运算法则和复合函数的极限等等。

1、等价无穷小的转化,(只能在乘除时候使用,但是不是说一定在加减时候不能用,前提是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、洛必达法则(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!(假如告诉你g(x),没告诉你是否可导,直接用,无疑于找死!)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。

洛必达法则分为3种情况:0比0无穷比无穷时候直接用;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第一种的形式了;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变注意!)E的x展开sina,展开cosa,展开ln1+x,对题目简化有很好帮助。

几种求极限方法的总结(论文型-常规版)

几种求极限方法的总结(论文型-常规版)

几种求极限方法的总结(常规版)摘 要 极限是数学分析中的重要概念,也是数学分析中最基础最重要的内容.通过n s 对求极限的学习和深入研究,我总结出十二种求极限的方法.关键词 定义 夹逼定理 单调有界 无穷小 洛必达 泰勒公式 数列求和定积分 定积分 数列 1 用定义求极限[]1根据极限的定义:数列{n x }收敛⇔∃a,ε∀〉0,∃N N ∈+,当n 〉N 时,有n x -a〈ε.例1 用定义证明11lim=+∞→n nn证明:0,ε∀>要使不等式11-+n n =11n ε<+成立:解得n 11ε>-,取N=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-11ε,于是0,ε∀>∃ N=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-11ε,n N ∀>,有1,1n n ε-<+即11lim =+∞→n n n2利用两边夹定理求极限[]1例2 求极限⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++++++∞→n n n n n n 22221312111lim 解:设=n c nn n n +++++22212111则有:21n cn n>++=+同时有:211n c n<+=+,于是nc<<由1nn <=+>=.有11n nnc n n<<<<=+ 已知:11lim =+∞→n n n ∴⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++∞→n n n n n n 22221312111lim =1 3利用函数的单调有界性求极限[]1实数的连续性定理:单调有界数列必有极限.例3 设a x =1,a a x +=2, a a a x n +++= (n=1,2, )(0a >),求n n x ∞→lim解:显然{}n x 是单调增加的。

我们来证明它是有界的.易见12x a x +=,23x a x += , 1-+=n n x a x ,从而 12-+=n n x a x ,显然n x 是单调增加的,所以2n n x a x <+两段除以n x ,得 1n nax x <+ 1+≤≤⇒a x a n 这就证明了{}n x 的有界性 设l x n →,对等式12-+=n n x a x 两边去极限,则有∞→-∞→+=n n n n x a x 12lim lim ⇒al l +=2解得214++=a l l 4利用无穷小的性质求极限[]2关于无穷小的性质有三个,但应用最多的性质是:若函数f(x)(x )a →是无穷小,函数g(x)在U (),ηa 有界,则函数f(x)*g(x)(x )a →是无穷小. 例 求极限)cos 1(cos lim x x x -++∞→解4 )221sin()221sin(2cos 1cos xx x x x x -+++-=-+ 2)221sin(2≤++-x x , 而)1(21221)221sin(0x x x x xx ++=-+≤-+≤ 又,0)1(21lim=++∞→x x x 故 02_1lim=+∞→xx n5 应用“两个重要极限”求极限[]2e xx x x x x =+=∞→→)11(lim ,1sin lim例5求)1cos 1(sin lim x x x +∞→解2sin 1222sin 211112(sin cos )(sin cos )(1sin )xxxx xx x x x x ⎡⎤+=+=+⎢⎥⎣⎦ ∴原式=e xxxxx =+∞→22sin2sin 1)2sin 1(lim6利用洛必达法则求极限[]2例6求xx x 1sin arctan 2lim -∞→π()0解: xx n 1sin arctan 2lim -∞→π=11cos111lim 22=-+-∞→x xx n 例7 求极限xx x 3tan tan lim2π→()∞∞解 xxx 3tan tan lim2π→= 3262cos 26cos 6lim 2sin 6sin lim sin cos 63sin 3cos 6lim )(cos 3)3(cos lim )3(tan )(tan lim 222232,,2=--===--==→→→→→x x x x x x x x x x x x x x x x x πππππ 7利用泰勒公式求极限[]2例8:求极限 xx x x n cos sin 1lim2-+∞→解 ∵xx x x cos sin 12-+中分子为2x ,∴将各函数展开到含2x 项。

求极限的方法毕业论文.

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毕业论文(设计)任务书目录摘要 (5)Astract: (6)一、................................................................. 引言 7二、相关定义与定理 (7)三、极限的几个重要性质 (10)1、收敛数列的一些性质 (10)2、函数极限的相关性质 (10)四、极限的方法与技巧及举例说明 (11)1、................................................... 积分定义法求极限 112、....................................................... 对数法求极限 113、............................................... 利用等价无穷小求极限 124、............................................. 利用两个重要极限求极限 125、......................................... 利用数列与级数的关系求极限 136、............................................... 利用泰勒展开式求极限 137、....................................................... 单调有界定理 14&递推关系法 (15)9、....................................................... 先求和后求限 1510、........................................................ 利用不等式 1611、........................................................ 洛必达法则 1612、中值定理法 (17)13、两边夹法则 (18)14、利用极限的四则运算法则求极限 (18)15、施笃兹(stolz)定理 (19)16、E uler 常数法 (19)五、总结 (20)参考文献 (20)致谢 (21)求极限的方法与技巧龙丽丽摘要:极限概念是高等数学中很重要的概念之一,其它所有的重要的数学概念如导数、定积分都是建立在极限概念的基础上的。

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极限的几种计算方法摘要:极限是描述函数在无限过程中的变化趋势的重要概念,本文通过典型例题,举一反三,给出几种常用的求极限方法. 关键词:极限;计算;方法极限是数学分析中最基本、最重要的概念之一,极限是微积分的重要基础,研究函数性质的重要手段.极限的计算方法很多,并且有一定的规律和技巧性,对此,本文将根据实例进行分析、探讨,并归纳出一些计算方法.一、 利用极限定义求极限设{}n a 为数列, a 为定数.若对任给的正数ε ,总存在正整N ,使得当n N >,n a a ε-<则称数列{}n a 收敛于a ,定数a 称为数列{}n a 的极限, 并记作lim n n a a→∞=或()na a n →→∞.例1 证明33545lim232n n n n →∞+-=-分析:成立.从中解n 很困难 ,因为要找的N 不是唯一的,所以可以用“放大”不等式的方法,再解不等式,并可限定正整数n 大于某个正常数,当然“放大”和“限定”的也不是唯一的. 证明:限定7n >,从而330n ->,要使不等式()()33333354527272232222323n n n n n nn nn n n +-+++-==<--+- 32322n n nε=<< 成立,从不等式22n ε<,解得n >取N =于是,N =,N ,有33545232n n n +---ε< , 即 .例2 证明 !lim0nn n n →∞=证明: 由于!!10n n n n n n n-=≤,故对0ε>,取N =+1,则当n N >时,有!10n n n nε-≤<,因此!lim 0n n n n →∞=. 二、利用两个重要极限求极限例3 求 2lim 1xn x -→∞⎛⎫- ⎪⎝⎭分析: 此题是一道比较典型的应用第二个重要极限的问题.解: 22221lim 112xxt xn x x -⨯--=→∞⎡⎤⎢⎥⎛⎫-=+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥-⎣⎦ 221lim 1t t e t →∞⎡⎤⎛⎫+=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦.例4 求 2c o s l i m2x xx ππ→-解: 202cos cos 2lim lim 2x tt x t x t x ππππ-=→→⎛⎫+ ⎪⎝⎭→←−−−-0sin lim1t tt →=-=-.例5 求30tan sin lim x x xx →-解: 3200tan sin tan 1cos lim lim()x x x x x xx x x→→--=⋅2202sin tan 2lim()x x xxx →=⋅20sin tan 12lim[()]22x x x x x →=⋅⋅2000sintan 112lim lim[()]lim 222x x x x x x x →→→=⋅⋅=.三、利用极限四则运算求极限用极限的四则运算法则求极限,条件是每项或每个因子极限存在,一般所给的变量不满足这个条件,如∞∞、00等情况,都不能直接用四则运算法则,必需对变量进行变形,设法消去分子、分母中的零因子,在变形时,要熟练掌握因式分解、有理化运算等恒等变形.例6 求222lim 1x x xx →∞--分析: 因为x →∞时,分子、分母都没有极限,所以不能直接使用极限运算法则,而是先将分子、分母同时除以x 的最高次幂,然后求极限.解: 222lim 1x x x x →∞--2211lim 1111x x x →∞-===---. 例7 求 224lim 2x x x →---解: ()()2222224limlim lim(2)022x x x x x x x x x →-→-→--+-==+=--. 四、利用等价无穷小量求极限在利用等价无穷小量代换求极限时,应注意:只有对所求极限式中相乘或相除的因式才能用等价无穷小量来替代,而对极限式中的相加或相减部分则不能随意替代.例8 求 30tan sin limsin x x xx →-解:由于()sin tan sin 1cos cos xx x x x-=-而()()233sin 0,1cos 0,sin 2x x x x x x x x →-→ ()0x →,故有 23300tan sin 112lim lim sin cos 2x x x xx x x x x →→⋅-=⋅=. 例9 求0x →解:由于200x x →→=12x →== 22220002sin sin1cos 1122limlim lim()222x x x x xxxx →→→-==⋅=得()()2210,1cos 022x x x x x →-→ ,故22002lim 12x x x x→→==.五、利用洛必达法则求极限例10 求l i x +→分析: 这是型不定式极限,可直接运用洛必达法则求解.但若作适当变换,在计算上可方便些.为此,令t =当0x +→时有0t +→. 解: 001lim lim lim 11t tx t t t e e +++→→→===---. 例11 求 3l i m (x x e x →∞∞∞型)解:32lim lim limlim 366x x x xx x x x e e e e x x x →∞→∞→∞→∞====+∞. 注:(1)不能对任何式极限都按洛必达法则求解.首先必须注意它是不是不定式极限,其次是否满足洛必达法则的其它条件.(2)不定式极限还有000,1,0,,∞⋅∞∞∞-∞ 等类型,经过简单变换,它们一般均可化为00 型或∞∞型的极限. 六、利用泰勒公式求极限例12 求极限2240cos limx x x e x -→-分析: 此为0型极限,若用洛必达法则很麻烦,这时可将cos x 和22xe -分别用其泰勒公式展开式代替,可简化此式.解:由245cos 1()2!4!x x x x ο=-++,222252()21()22x x x e x ο-=-++2452cos ()12x x x ex ο--=-+于是24524400()cos 112limlim 12x x x x x x e x x ο-→→-+-==-. 例13 求极限21lim ln 1x x x x →∞⎡⎤⎛⎫-+⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦解: 23411111ln 123x x x x x ο⎛⎫⎛⎫+=-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2411111l i m l n 1l i m 232x x x x x x x x x ο→∞→∞⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫-+=-+--= ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦注:(1)运用泰勒公式需要注意的一个问题是将函数展开至多少项才可以呢?其实从例题中不难看出,只需展开至分子及分母分别经过化简后系数不为零的阶即可.(2)可以看出泰勒公式计算极限的实质是利用等价无穷小的替代来计算极限.我们知道, 当0x →时,sin ,tan x x x x 等,这种等价无穷小其实就是将函数用泰勒公式展开至一次项,有些问题用泰勒公式和等价无穷小法相结合,问题又能进一步简化. 七、利用左右极限求极限极限的存在准则:若0lim ()(),lim ()(),x x x x f x A f x A +-→→==则0lim ()()x x f x A →=.利用这个极限存在准则,也可用来判断函数的极限是否存在.例14 已知函数21,1()12,1x x f x x x ⎧->-⎪=+⎨⎪≤-⎩,求1lim ()x f x →-.解: 2111lim ()lim 1x x x f x x++→-→--=+1lim (1)2x x +→-=-=11lim ()lim 22x x f x --→-→-==所以11lim ()lim ()x x f x f x -+→-→-=即 1l i m ()2x f x →-=. 例15 讨论函数()xf x x=在0x →时是否存在极限? 解: 000lim ()lim lim(1)1x x x xf x x ---→→→-==-=-000l i m ()l i m l i m 11x x x xf x x ++-→→→=== 因为 0lim ()lim ()x x f x f x -+→→≠ 所以()xf x x=在0x →时不存在极限. 八、利用两边夹定理求极限设{}{}{},,n n n x y z 是三个数列,满足下列条件 (i) 存在N ,使当n时,总有n n n x y z <<;(ii) lim lim n n n n x z a →∞→∞==;则lim n n y a →∞=.例16 设0,1,,i a i m >= ,求证{}12l i m a x ,,m n aa a = 证明: 不妨设{}112max ,,m a a a a = ,于是对任意n N ∈,都有1a a =<≤因为 l i 1,n =故上式两端的极限都是1a由两边夹定理知{}12max ,,m n a a a = .例17 设()01,lim 10a an a n n →∞⎡⎤<<+-=⎣⎦证明: 因为()1111011111a aaaa a n n n n n n n -⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫<+-=+-<+-=⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎢⎥⎣⎦与因为 10,a ->故有 11lim0an n -→∞=于是由两边夹定理得 ()01,lim 10a an a n n →∞⎡⎤<<+-=⎣⎦.以上内容简单归纳出了极限的几种计算方法,并举出相关方法的示例,但在实际计算中,对于很多极限问题,解决的办法并不是一成不变的,这需要自身努力,从而能灵活掌握和运用.总之,在求极限时,要认真审题,认真分析解题思路,寻找解题途径.参考文献:[1]刘玉链,傅沛仁.数学分析讲义[M].河北:高等教育出版社,1999.,42-97 [2]宋砚.求极限的常用方法[J].内蒙古民族大学学报,2008.3,14(2).4. [3]华东师范大学数学系.数学分析[M].北京:高等教育出版社,2005. 23-62.[4]刘云,王阳,崔春江.浅谈泰勒公式的应用[J].和田师范专科学校学报,2008,28(1).196-197. [5]李成章.极限计算的常用方法[J].新疆石油教育学院学报,1999,5(2).39-40.[6]中国科学技术大学高等数学教研室编.高等数学导论[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1998.128. [7]北京邮电大学数学教研室.高等数学导论[M].北京:北京邮电大学出版社,2000.68.Several Methods Of Seeking LimitName: Zheng Xiaoting Student Number: 200540501339Advisor:Wang DaimingAbstract: Limit is an important concept to describe the changing tendency of a function during its ceaseless process. This text sums up several commonly used ways of seeking limit. Analyze the typical examples and draw inferences about other cases from them.Key words: limit;seek;methods。

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