求极限的13种方法

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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(22

lim n

a a a n +++∞

→ ,其中1

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(22

n

a a a +++ =)1...()1)(1)(1(1122n

a a a a a +++-- =)1...()1)(1(11222n

a a a a ++-- =)1(111

2+--n a a

∞→n 时,

,

21∞→+n 而

1

从而,01

2→+n a

)1...()1)(1(22

lim n

a

a 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1

1lim 1

--→n

m

x x x ,其中m,n 为正整数。

分析 这是含根式的(0

0)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=m

n

t 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o

x →lim x

x 2csc )

(cos

解 原式=o

x →lim 2

1sin sin 21

lim csc )1(cos 2202

-

--==→e

e e x

x x

x 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。 例4、求极限∞

→n lim n n

n !

分析 当我们无法或不易把无穷多个因子的积变为有限时,可考虑使用夹逼准则。 解 因为n n n n n n n n

n o n

1121!≤⋅-⋅⋅=≤

, 且不等式两端当趋于无穷时都以0为极限,所以∞

→n lim n n

n !

=0 五、利用单调有界准则求极限

利用单调有界准则求极限主要应用于给定初始项与递推公式

)(1n n x f x =+的数列极限。在确定∞

→n lim n x 存在的前提下,可由方程A=f(A)

解出A ,则∞→n lim n

x =A 。 例5、设)3(41,0,031

1n

n n x a

x x x a +=>>+,(n=1,2,…),求极限∞

→n lim

n x 。

分析 由于题中并未给出表达式,也无法求出,故考虑利用单调有界准则。

解 由)3(41,0,0311n

n n x a

x x x a +=

>>+易知n x >0。 根据算术平均数与几何平均数的关系,有

4

4331)(41a x a x x x x a x x x x n

n n n n n n n n =≥+++=+

所以,数列n x 有下界4a ,即对一切n >1,有n x ≥4

a

又 1)3(41)3(4141=+≤+=+a

a

x a x x n n n 所以,1n n x x ≤+即数列单调减少。由单调有界准则知数列n x 有极限。 现设∞

→n lim

n x =A,则由极限的保号性知A ≥4

a >0.

对式子)3(4131

n n n x a x x +=+两边同时取极限得)3(413A

a A A += 解得 A=4a ,即∞

→n lim n x =4

a (已舍去负根) 六、利用等价无穷小求极限

利用等价无穷小求极限是求极限极为重要的一种方法,也是最为简便、快捷的方法。学习时不仅要熟记常用的等价无穷小,还应学会灵活应用。同时应注意:只有在无穷小作为因式时,才能用其等价无穷

小替换。 例6、求极限x

x x ln )

1sin(sin lim

1-→

分析 此题中sin(x-1),sinsin(x-1),lnx 均为无穷小,而均作为因式,故可以利用等价无穷小快速求出极限。 解 当1→x 时,

1~)11ln(ln ,1~)1sin(~)1sin(sin ,01--+=---→-x x x x x x x 则

故原式=11

1

lim

1

=--→x x x 七、利用导数定义求极限

利用导数定义求极限适用于b

a b x f a x f b a -+-+→-)

()(lim

000)(型极限,并且需要

满足)('0x f 存在。

例7、求n n a

n a ]sin )

1

sin([lim +∞→,其中10<

解 n n a

n a ]sin )

1

sin([lim +∞→=]sin )

1

sin(ln[

lim a

n a n n e +⋅∞→

而 n a

n a a

n a n n n 1sin ln )1

sin(ln lim ]sin )1sin(ln[lim -+=+⋅∞→∞→

由导数的定义知,n

a

n a n 1

sin ln )1

sin(ln lim -+∞→表示函数lnsinx 在x=a 处的

导数。即a x a

n a n a

x n cot ]'sin [ln ]sin )

1

sin(ln[lim ==+⋅=∞→。 八、利用洛必达法则求极限

相关文档
最新文档