(完整word版)数学分析求极限的方法
求极限的方法
求极限的方法求极限是数学分析中的一种重要方法,用于研究数列和函数在某一点或无穷远处的性质。
极限的概念是分析学中涉及面最广、最重要的一类问题之一。
求极限的方法有很多种,常见的有直接代入法、夹逼定理、基本初等函数性质、洛必达法则等。
下面将从这些方法入手,进行详细阐述。
首先,直接代入法是求极限最简单直接的一种方法。
当函数在极限点处连续时,我们可以直接将极限点代入函数,得到极限的值。
例如,对于函数f(x)=x+1,当x趋近于2时,我们可以直接代入x=2,得到极限的值为f(2)=2+1=3。
同时,在使用直接代入法时要注意避免出现未定义的情况,如分母为0的情况。
其次,夹逼定理也是一种常用的求极限的方法。
夹逼定理是指当一个数列或函数的值始终夹在两个已知数列或函数之间,并且这两个数列或函数的极限相等时,该数列或函数的极限也等于这个共同的极限。
这种方法常用于求无穷小量的极限。
例如,对于数列an=1/n,我们可以通过夹逼定理将其夹在0和1之间,从而求得其极限为0。
第三,基本初等函数性质是求极限时经常用到的工具。
基本初等函数的性质有连续性、有界性、单调性等,这些性质对于求极限时有较大帮助。
例如,当x趋近于无穷时,指数函数的极限必定是无穷大,对数函数的极限必定是无穷小。
最后,洛必达法则是一种常用的求极限的方法,尤其适用于求函数之间的极限。
洛必达法则可以将一个函数的极限转化为求该函数的导数的极限。
具体来说,当函数的极限形式是0/0或无穷/无穷时,我们可以计算函数的导数,并再次求极限。
通过多次应用洛必达法则,可以解决一些较为复杂的极限问题。
总结起来,求极限的方法有很多种,适用于不同类型的函数和数列。
除了前面提到的直接代入法、夹逼定理、基本初等函数性质和洛必达法则之外,还有级数展开法、泰勒展开法等等。
在实际求极限的过程中,我们可以根据具体的问题和函数特点选择合适的方法来求解。
掌握这些方法,对于理解函数和数列的性质,解决一些数学问题都极为有帮助。
求极限的12种方法总结及例题
求极限的12种方法总结及例题求极限的12种方法总结及例题1. 引言在数学学习中,求极限是一个重要的概念,也是许多数学题解的基础。
在学习求极限的过程中,有许多不同的方法可以帮助我们理解和解决问题。
本文将总结12种方法,帮助我们更全面地理解求极限的概念,并提供相应的例题进行演示。
2. 利用极限的定义我们可以利用极限的定义来求解问题。
根据定义,当x趋向于a时,函数f(x)的极限为L,即对于任意的正数ε,总存在正数δ,使得当0<|x-a|<δ时,有|f(x)-L|<ε。
利用这个定义,可以求得一些简单的极限,如lim(x→0) sinx/x=1。
3. 利用夹逼准则夹逼准则是求极限常用的方法之一。
当我们无法直接求出某个函数的极限时,可以利用夹逼准则来找到该函数的极限值。
要求lim(x→0) xsin(1/x)的极限,可以通过夹逼准则来解决。
4. 利用极限的四则运算极限的四则运算法则是求解复杂函数极限的基本方法之一。
利用这个法则,我们可以将复杂的函数分解成简单的部分,再进行求解。
要求lim(x→0) (3x^2+2x-1)/(x+1),可以利用极限的四则运算法则来求解。
5. 利用洛必达法则当我们遇到不定型的极限时,可以利用洛必达法则来求解。
洛必达法则可以帮助我们求出不定型极限的值,例如0/0、∞/∞、0*∞等形式。
通过洛必达法则,我们可以将求解不定型极限的过程转化为求解导数的问题,从而得到极限的值。
6. 利用泰勒展开泰勒展开是求解复杂函数极限的有效方法之一。
当我们遇到无法直接求解的函数极限时,可以利用泰勒展开将其转化为无穷级数的形式,然后再进行求解。
通过泰勒展开,我们可以将复杂函数近似为一个多项式,从而求得函数的极限值。
7. 利用换元法换元法是求解复杂函数极限的常用方法之一。
通过适当的变量替换,可以将复杂的函数转化为简单的形式,然后再进行求解。
对于lim(x→∞) (1+1/x)^x,可以通过换元法将其转化为e的极限形式来求解。
(完整word版)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14 种方法一、极限的定义1. 极限的保号性很重要:设limf (x)A ,x x 0( i )若 A 0 ,则有0 ,使适当 0 | x x 0 |时, f (x) 0 ; ( ii )如有0, 使适当 0 | x x 0 |时, f (x)0,则A0 。
2. 极限分为函数极限、数列极限,此中函数极限又分为限能否存在在:x时函数的极限和 xx 0 的极限。
要特别注意判断极( i )数列 x n 收敛于 a 的充要条件 是它的全部子数列均收敛于 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 )limf (x)Alimf ( x)limAxxx(iii)lim f ( x)AlimlimAx xx x 0x x 0(iv) 单一有界准则 ( 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 limf ( x) 存 在 的 充 分 必 要 条 件 是 :x x 00,0, 使适当 x 1、 x 2U o ( x 0 )时,恒有 | f ( x 1 ) f ( x 2 ) |二.解决极限的方法以下:1. 等价无量小代换。
只好在乘除 时候使用。
例题略。
..2. 洛必达( L ’ho spital )法例(大题目有时会有示意要你使用这个方法)它的使用有严格的使用前提。
第一一定是X 趋近,而不是 N 趋近,因此面对数列极限时候先要转变为求 x 趋近状况下的极限,数列极限的n 自然是趋近于正无量的,不行能是负无量。
其次 , 一定是函数的导数要存在,假如告诉 f (x )、g (x ), 没告诉能否可导, 不行直接用洛必达法例。
此外,一定是 “0 比 0”或“无量大比无量大” ,而且注意导数分母不可以为 0。
洛必达法例分为 3 种状况:(i )“ 0”“”时候直接用(ii) “0? ”“”,应为无量大和无量小成倒数的关系,因此无量多数写成了无量小的倒数形式了。
求极限方法总结
求极限方法总结极限是数学中非常重要的概念之一,广泛应用于微积分、数学分析等诸多领域。
寻找极限的过程并不总是简单明了的,有时需要运用一些基本的方法和技巧来达到目标。
本文将总结一些常用的求解极限的方法,希望能对读者有所帮助。
首先,我们先介绍一些基本的极限定义。
给定一个函数$f(x)$,当$x$趋近于某个数$a$时,如果$f(x)$的值也趋近于一个确定的数$L$,则称函数$f(x)$在$x$趋近于$a$的过程中具有极限,记作$\lim\limits_{x\to a} f(x)=L$。
在这个定义中,我们可以确立一些基本的思路和方法。
一、直接代入法。
当我们求解一个函数在某点的极限时,首先可以尝试将该点的值代入函数中,看是否可以得到一个确定的值。
如果可以,那么这个值就是该函数在该点的极限。
二、分子分母分开求极限法。
当函数的极限形式类似于$\frac{0}{0}$或$\frac{\infty}{\infty}$时,我们可以尝试将分子和分母分别求极限,然后再进行运算。
这种方法通常需要使用洛必达法则,这是一种非常常用的求解$\frac{0}{0}$或$\frac{\infty}{\infty}$型极限的方法。
三、夹逼准则。
当我们求解一个函数在某点的极限时,如果能够找到两个函数$g(x)$和$h(x)$,使得$g(x)\leq f(x)\leq h(x)$,且$\lim\limits_{x\to a}g(x)=\lim\limits_{x\to a}h(x)=L$,则可以得出$\lim\limits_{x\to a}f(x)=L$。
这种方法常用于解决一些特殊的极限问题。
四、无穷小代换法。
当我们求解一个函数在某点的极限时,如果能够找到一个新的变量$t$,使得$t\to 0$时,$f(x)$可以表示为一个关于$t$的函数,那么我们可以考虑使用$t$来进行替换,然后再求$t$的极限。
这种方法常用于解决一些复杂的极限问题。
数学分析中极限的求法总结
数学分析中极限的求法总结第一篇:数学分析中极限的求法总结数学分析中极限的求法总结1.1 利用极限的定义求极限用定义法证明极限,必须有一先决条件,即事先得知道极限的猜测值A,这种情况一般较困难推测出,只能对一些比较简单的数列或函数推测分析出极限值,然后再去用定义法去证明,在这个过程中,放缩法和含绝对值的不等式总是密切相连的。
例:limf(x)=A的ε-δ 定义是指:∀ε>0,∃δ=δ(x0,ε)>0,0<|x-x0|x→x0<δ⇒|f(x)-A|<ε 为了求δ 可先对x0的邻域半径适当限制,如然后适当放大|f(x)-A|≤φ(x)(必然保证φ(x)为无穷小),此时往往要用含绝对值的不等式:|x+a|=|(x-x0)+(x0+a)|≤|x-x0|+|x0+a|<|x0+a|+δ1域|x+a|=|(x-x0)+(x0+a)|≥|x0+a|-|x-x0|>|x0+a|-δ1从φ(x)<δ2,求出δ2后,取δ=min(δ1,δ2),当0<|x-x0 |<δ时,就有|f(x)-A|<ε.x+x+...xn=a.例:设limxn=a则有lim1 2n→∞n→∞nε∣xn-a∣<于是当证明:因为limxn=a,对∀ε>0,∃N1=N1(ε),当n>N1时,n→∞2x+x+...+xn∣x+x+...+xn-na∣12-a∣=12 n>N1nn0<ε<1其中A=∣x1-a∣+∣x2-a∣+∣xN1-α∣是一个定数,再由解得n>2AAε<,n2x+x+...+xnεε⎧⎡2A⎤⎫,故取N=max⎨N1,⎢⎥⎬当n>N12-α<+=ε。
εn22⎩⎣ε⎦⎭1.2 利用极限的四则运算性质求极限定理[1]:若极限limf(x)和limg(x)都存在,则函数f(x)±g(x),f(x)⋅g(x)当x→x0x→x0x→x0时也存在且①lim[f(x)±g(x)]=limf(x)±limg(x)x→x0x→x0x→x0②lim[f(x)⋅g(x)]=limf(x)⋅limg(x)x→x0x→x0x→x0limf(x)f(x)f(x)x→x又若c≠0,则在x→x0时也存在,且有lim.=0x→x0g(x)g(x)limg(x)x→x0利用该种方法求极限方法简单,但要注意条件是每项或每个因子极限存在,0∞一般情况所给的变量都不满足这个条件,例如出现,∞-∞等情况,都0∞不能直接运用四则运算法则,必须对变量进行变形。
数学分析中求极限的几种重要方法
而+@$/=0+ H5* 存在+ # 再对式两边取极限得 5H槡,P5"所以 5)
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形如 3* 0+ 4*0+ 的极限"通常利用指数与对数恒等变形式
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关键词数学分析极限方法
一极限的简单概述
极限是数学分析中最基本的概念"因为数学分析的其他
基本的都用到极限来刻画# 如函数在某一点 0% 处连续'函数 在某点 0% 可导'偏导数$定积分$二重积分和三重积分定义' 无穷积分瑕积分$无穷级数的收敛的定义等# 因此极限是贯
穿数学分析的一条主线"它将数学分析的各个知识点联系在
*
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(完整版)浅析洛必达法则求函数极限
本科学年论文论文题目:用洛必达法则求极限的方法****:***学号: **********专业:数学与应用数学班级:数学1002班****:***完成日期: 2013 年 3月 8 日用洛必达法则求未定式极限的方法内容摘要极限运算是微积分学的基础,在众多求极限方法中,洛必达法则是一种简单而又方便的求极限方法。
但在具体使用过程中,一旦疏忽,解题就很可能出错。
本文就针对利用此法则求极限的过程及解题过程中常见问题,对洛必达法则求函数极限的条件及范围、应用、何时失效做了整体分析与探讨,并举例说明。
除此之外,还介绍了除洛必达法则之外其他求函数极限的方法以及同洛必达法则的比较,最后对洛必达法则进行小结。
关键词:洛必达法则函数极限无穷小量目录一、洛必达法则求极限的条件及适用范围 (1)(一)洛必达法则定理 (1)(二)洛必达法则使用条件 (2)二、洛必达法则的应用 (2)(一)洛必达法则应用于基本不定型 (2)(二)洛必达法则应用于其他不定型 (3)三、洛必达法则对于实值函数失效问题 (5)(一)使用洛必达法则后极限不存在 (5)(二)使用洛必达法则后函数出现循环 (6)(三)使用洛必达法则后函数越来越复杂 (6)(四)使用洛必达法则中求导出现零点 (6)四、洛必达法则与其他求极限方法比较 (6)(一)洛必达法则与无穷小量替换求极限法 (7)(二)洛必达法则与利用极限运算和已知极限求极限 (8)(三)洛必达法则与夹逼定理求极限 (9)五、洛必达法则求极限小结 (10)(一)洛必达法则条件不可逆 (10)(二)使用洛必达法则时及时化简 (11)(三)使用洛必达法则前不定型转化 (11)参考文献 (13)序言数学分析中几乎所有的概念都离不开极限。
因此,极限概念是数学分析的重要概念,极限理论是数学分析的基础理论。
极限法的引入与完善是出于社会实践的需要,是许多人奋斗的结果,不是哪一个数学家苦思冥想出来的。
极限的求法很多,主要包括有:①利用极限的定义;②利用极限的运算法则求极限;③利用极限存在的条件和准则求极限;④利用两个重要极限求极限;⑤利用等价无穷小量和泰勒展开求极限;⑥利用函数的连续性求极限;⑦利用洛必达法则求极限;⑧利用中值定理求极限;⑨利用导数或定积分的定义求极限;⑩利用级数收敛的必要条件求极限。
大学数学经典求极限方法及解析(最全)
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。
大学数学经典求极限方法(最全)
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 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。
数学分析中求极限的方法总结
数学分析中求极限的方法总结1 利用极限的四则运算法则和简单技巧极限的四则运算法则叙述如下:定理1.1(1(2(3)若B ≠0(4(5)[]0lim ()lim ()nnn x x x x f x f x →→⎡⎤==A ⎢⎥⎣⎦(n 为自然数)i由上述的性质和公式我们可以看书函数的和、差、积、商的极限等于函数极限的和、差、积、商。
例1. 求225lim3x x x →+- 解:由定理中的第三式可以知道()()22222lim 55lim 3lim 3x x x x x x x →→→++=--22222lim lim5lim lim3x x x x x x →→→→+=+225923+==--例2. 求3x →33x x→→=3x→=14=式子经过化简后就能得到一个只有分母含有未知数的分式,直接求极限即可例3. 已知()11112231nxn n=+++⨯⨯-⨯观察11=1122-⨯111=2323-⨯因此得到()11112231nxn n=+++⨯⨯-⨯11111111223311n nn=-+-+-+---1lim lim11nn nxn→∞→∞⎛⎫=-=⎪⎝⎭2 利用导数的定义求极限导数的定义:函数f(x)如果()()00lim limx xf x x f xyx x∆→∆→+∆-∆=∆∆存在,则此极限值就称函数f(x)()'f x。
即f(x)在定点0x 的导数。
例4.lim()212lim'22x x f x f x f πππ→⎛⎫- ⎪⎝⎭==⎛⎫- ⎪⎝⎭12=3 利用两个重要极限公式求极限两个极限公式:(1(2)1lim 1xx ex →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭但我们经常使用的是它们的变形:(1,(2例5:xx x x 10)1()21(lim +-→解:为了利用极限故把原式括号内式子拆成两项,使得第一项为e x xx =+→10)1(lim 1,第二项和括号外的指数互为倒数进行配平。
(完整word版)求极限的13种方法
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。
《初中数学》数学分析-第一章第一节:极限(文字版)
二、极限
【夹逼法求极限】例
谢谢
II 高中数学学科知识
国家教师资格证考试·《初级中学》数学学科知识 知识构架
I 高等数学基础知识
第一章 数学分析
III 初中数学学科知识
II 高中数学学科知识
国家教师资格证考试·《初级中学》数学学科知识-高等数学基础知识-第一章-数学分析
考试重点 考试重点
考试重点
考试重点
考试重点
国家教师资格证考试·《初级中学》数学学科知识-高等数学基础知识-第一章-数学分析-第一节 极限
国家教师资格证考试·《初级中学》数学学科知识-高等数学基础知识-第一章-数学分析-第一节 极限
一、实数的完备性
【单调数列】
单调数列:若数列 {a n } 的各项满足关系式 an an1 ,则{a n } 为递增数 列.同理可定义递减数列,递增数列和递减数列统称为单调数列.
国家教师资格证考试·《初级中学》数学学科知识-高等数学基础知识-第一章-数学分析-第一节 极限
二、极限
【极限的定义】 【例】
【2014 下半年】 :函数列{ f n ( x)} 与函数 f ( x) 都在闭区间[a, b] 有定 义,则在 [a, b] 上 { f n ( x)} 一致收敛于 f ( x) 的充要条件是( )
A. 0, x [a, b], 正整数N,使得当n N时,有 f n ( x) f ( x) B. 0, x0 [a, b], 正整数N,使得当n N时,有 f n ( x) f ( x) C.正整数N , 0, x0 [a, b], 使得当n N时,有 f n ( x) f ( x) D. 0, 正整数N,使得当n N时,x [a, b], 有 f n ( x) f ( x)
数学分析中求极限的方法总结
数学分析中求极限的方法总结一、数列极限:1.利用通项公式或递推公式求出数列的表达式,进而通过数学运算和性质进行极限求解;2.利用引理,例如夹逼定理、单调有界定理等,根据已知的性质以及所要求的极限关系,确定一个与之相关的已知极限,然后运用引理求解未知极限。
二、函数极限:1.利用函数的性质,例如连续性、导数性质等,结合极限的定义进行计算;2.利用夹逼定理、单调有界准则等物理建模方法,将复杂的函数极限问题转化为更简单的函数极限问题,然后求解;3.利用泰勒展开、极坐标变换、特殊函数性质等数学分析工具进行极限计算。
三、级数极限:1.根据级数极限的定义,利用极限计算原理进行求解;2.利用级数的收敛判别法,例如比较判别法、积分判别法、根值判别法等,确定级数的收敛性质,进而求解其极限。
在具体的求极限中,还可以运用以下方法和技巧:1. 运用数列极限的性质,例如子数列性质、Cauchy准则等,进行极限求解;2.将复杂的极限问题化为较为简单的形式,例如利用变量替换或函数分解等方法;3.利用数列和函数的收敛性质,例如极限的保序、保号、保比、保和等运算规则;4. 运用Stolz定理、L'Hopital法则等特殊的求极限方法;5.利用正弦函数、余弦函数、指数函数、对数函数等特殊函数的性质,进行计算。
最后,对于一些复杂的极限问题,如果经过常规方法无法求解,可以尝试使用数值逼近法,例如牛顿法、二分法等,来逼近极限值。
综上所述,数学分析中求极限的方法主要包括数列极限、函数极限和级数极限等多个方面。
除了利用极限的定义和性质进行计算外,还可以利用引理、准则、工具和技巧等进行解题。
在实际的极限求解中,还需要根据具体问题选择最合适的方法,灵活运用,提高解题效率。
求极限的方法总结
求极限的方法总结极限是数学中的一个重要概念,它可以描述函数或数列在某一点或某个无穷远的情况下的趋势或结果。
在求解极限时,有许多不同的方法可以使用,下面我将简要总结一下常见的求极限的方法。
一、替换法替换法是求函数极限的常用方法之一。
当我们在计算某一点的函数极限时,可以尝试将该点的数值代入函数中,然后计算函数的值。
如果当点趋近于某个有限值时函数的极限存在,那么我们可以得出该极限的值。
二、分子分母因式分解法当我们计算一个分式的极限时,可以尝试对分子和分母进行因式分解。
通过因式分解,我们可以减少计算的复杂性,进而更容易求得极限的结果。
三、洛必达法则洛必达法则是求解函数极限的重要工具。
这个法则的基本思想是将一个函数的极限转化为同一点处的两个函数的极限之比。
如果这两个函数的极限都存在并且是有限的,那么我们可以得出原函数极限的结果。
四、夹逼定理夹逼定理是求解数列极限的常用方法之一。
这个定理的主要思想是通过两个逼近数列来逼近待求数列,进而确定数列的极限值。
夹逼定理在实际计算中可以大大简化问题的求解。
五、泰勒展开式泰勒展开式是一种将函数展开为无穷项级数的方法。
通过将函数展开为级数,我们可以更加准确地计算函数的极限值。
泰勒展开式有时候可以帮助我们求解一些复杂的函数极限,特别是在计算高阶导数时。
六、变量代换法变量代换法是一种将复杂极限转化为简单极限的方法。
通过对函数中的自变量进行适当的替代,我们可以将复杂的极限转化为简单的极限。
这种方法可以大大减少计算的难度,提高求解极限问题的效率。
七、松弛变量法松弛变量法是一种求解含有未知数的极限问题的方法。
通过引入一个松弛变量,我们可以使得原来的极限问题变得简单,从而更容易求解。
这种方法在求解一些复杂的函数极限时特别有用。
总结:求解极限的方法有替换法、分子分母因式分解法、洛必达法则、夹逼定理、泰勒展开式、变量代换法和松弛变量法等。
每种方法都有其适用的范围和特点,我们可以根据具体问题的不同选择合适的方法。
数学分析求极限的方法
数学分析求极限的方法
在数学分析中,常用的求极限的方法有以下几种:
1. 代入法:将变量替换为极限点的值,然后计算极限。
如果结果存在有限数或无穷大,则极限存在;否则,极限不存在。
2. 夹逼准则:对于一个数列或函数,如果存在两个收敛数列或函数,它们的极限都是所求极限的话,那么所求极限也是存在的。
3. 函数极限的性质:根据函数极限的性质,如和差乘商的极限,复合函数的极限等,可以间接求得极限。
4. 极限的四则运算法则:对于形如极限运算的表达式,可以利用极限的四则运算法则,将其化简成简单的形式来求解。
5. 柯西收敛准则:对于一个数列或函数,如果对于任意给定的正数ε,存在正整数N,使得当n和m大于等于N时,数列或函数的值之差小于ε,则称该数列或函数是柯西收敛的,进而通过该准则求得极限。
6. 初等函数极限:对于一些常见的初等函数的极限,如指数函数、对数函数、三角函数等,可以利用它们的性质直接求得极限。
需要注意的是,在使用这些方法求解极限时,需要结合具体的题目和问题,选择合适的方法来求解。
求极限的方法总结
极限是数学分析中的重要概念,也是微积分的基础。
求极限的方法有很多种,下面将对常用的几种方法进行总结和解析。
1. 直接代入法直接代入法是最基本的求极限方法,适用于函数单调、连续,且直接代入可知极限值的情况。
具体步骤如下:(1)将极限表达式中的变量替换为具体的数值。
(2)根据函数的定义和性质,计算替换后的表达式。
(3)得出极限值。
2. 因式分解法因式分解法适用于有理函数的极限求解,通过分解函数,消除分子、分母中的共同因子,简化极限表达式。
具体步骤如下:(1)对有理函数进行因式分解。
(2)对分解后的表达式进行约分,消除共同因子。
(3)根据约分后的表达式求极限。
3. 泰勒公式法泰勒公式法是利用泰勒公式将函数展开,近似表示函数在某一点附近的值,从而求解极限。
具体步骤如下:(1)确定函数在某一点附近的泰勒展开式。
(2)根据泰勒展开式求极限。
4. 洛必达法则洛必达法则(L’Hôpital’s Rule)适用于求解“0/0”或“∞/∞”形式的极限。
该法则通过对分子、分母同时求导,将极限问题转化为导数的极限问题。
具体步骤如下:(1)判断极限形式是否为“0/0”或“∞/∞”。
(2)对分子、分母分别求导。
(3)将求导后的表达式代入原极限表达式。
(4)求解新的极限表达式。
5. 夹逼定理夹逼定理(Squeeze Theorem)适用于求解形如“f(x) = (g(x))/(h(x))”,且当x趋向于某一点时,g(x)和h(x)分别趋向于a和b(a ≠ b)的极限。
具体步骤如下:(1)找到两个函数p(x)和q(x),使得p(x) ≤ f(x) ≤ q(x)。
(2)证明当x趋向于某一点时,p(x)和q(x)分别趋向于a和b。
(3)根据夹逼定理,得出f(x)趋向于a。
6. 有界函数法有界函数法适用于求解形如“f(x) = g(x)/h(x)”,且当x趋向于某一点时,g(x)趋向于0,h(x)趋向于无穷大的极限。
具体步骤如下:(1)证明g(x)在x趋向于某一点时趋向于0。
求极限的基本方法
求极限的基本方法引言在数学中,求极限是一种重要且常见的数学操作,它在微积分、数学分析等领域中起着核心作用。
本文将介绍求极限的基本方法,从极限的概念出发,逐步讲解具体的计算方法和技巧。
极限的概念极限是一个数列或函数逐渐接近某个特定值的过程。
在数学上,我们通常用符号lim来表示极限。
如果数列{an}(或函数f(x))当n(或x)趋于一个特定值a时,它的极限存在且为L,则记作:lim(n->∞) an = L或lim(x->a) f(x) = L在具体计算极限过程中,我们需要遵循一系列基本方法。
基本方法一:代入法代入法是求极限的最基本方法之一。
对于连续函数,这种方法往往能够快速得到极限的结果。
假设我们需要求函数f(x)在x=a处的极限,可以先通过代入x=a,计算出f(a)的值,进而得到极限的结果。
基本方法二:夹逼定理夹逼定理(又称“夹挤定理”)是一种常用的求极限方法。
当我们对某个数列或函数无法直接计算极限时,可以通过找到两个已知的数列(或函数),它们分别上下夹住待求的数列(或函数),且这两个数列的极限相等。
根据夹逼定理,待求数列(或函数)的极限也与这两个数列的极限相等。
基本方法三:分解因式法分解因式法是一种常见的用于求解极限的方法。
当我们在计算极限时遇到无法直接代入或夹逼的情况,可以尝试将函数进行因式分解,从而简化计算。
通过分解因式,可以将复杂的函数转化为多个简单的部分,进而计算出极限。
基本方法四:洛必达法则洛必达法则是一种高等数学中常用的求极限的方法,特别适用于0/0或∞/∞型的不定型极限。
该法则基于导数的定义,通过计算函数的导数来确定其极限值。
具体步骤为先对分子和分母分别求导,然后计算所得导数的极限。
基本方法五:泰勒展开法泰勒展开法是一种通过泰勒级数来求解函数极限的方法。
该方法适用于各种函数的极限计算,可以将复杂的函数逼近为一个多项式。
通过截取泰勒级数的有限项,可以得到较好的近似结果。
大一高数求极限的方法总结
大一高数求极限的方法总结大一高等数学中,求极限是一个非常重要的概念和技巧。
在学习求极限的过程中,我们需要掌握一些基本的方法和技巧。
下面是对一些常用的求极限方法进行总结。
一、无穷小量代换法当我们在求一个函数的极限时,可以将函数中的无穷小量用一个新的无穷小量来代替,从而简化计算。
例如,当求极限lim(x->0)(sinx)/x时,可以将sinx用x来代替,即lim(x->0)x/x=1二、夹逼定理夹逼定理是一种非常常用的求极限方法。
当我们无法直接计算一个函数的极限时,可以通过找到两个已知的函数,使它们的极限分别为L和L’,并且夹在待求函数的极限值周围时,我们可以得出待求函数的极限也为L。
三、洛必达法则洛必达法则是一种非常常用的求导法则,它可以用来求解一些不定型的极限。
当我们在计算一个函数的极限时,如果得到的结果为0/0或者∞/∞的形式,那么我们可以使用洛必达法则来求解极限。
具体做法是对分子和分母同时求导,并再次计算极限,直到得到一个有限的值。
四、泰勒展开法当我们计算一些函数在一点的极限时,可以使用泰勒展开来逼近函数的值。
泰勒展开是将一个函数表示为无限项的级数,通过截取有限项来逼近函数的值。
这样可以大大简化我们的计算过程。
五、换元法有时候我们可以通过进行一些变量的替换来改变函数的形式,从而更容易求解极限。
例如,当我们计算lim(x->0)(3^(2x)-2^x)时,可以令y=2^x,然后再进行计算,就可以得到较为简单的表达式。
六、分数的极限当我们计算一个函数的极限时,如果得到的结果为一个分数形式,可以进行有理化来方便我们的计算。
有理化的方法有分子分母同时乘以一些适当的因式、差化积等。
七、级数化积当我们计算一个函数的极限时,通常可以将函数展开为一个级数,然后进行计算。
例如,当我们计算lim(x->0)(e^x-1)/x时,可以将e^x展开为一个级数,再进行计算。
八、寻找特殊点有时候我们可以通过找到一些特定的点来计算极限。
数学分析报告求极限的方法
具体方法1.利用函数极限的四则运算法则来求极限定理1①:若极限lim f (x)和lim g(x )都存在,贝U 函数f (x ) g(x ), f (x )g (x )xxx x当X X o 时也存在且①lim f (x) g(x) lim f(x) lim g(x)X 0X X oX X.o利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 给的变量都不满足这个条件,如 一、0等情况,都不能直接用四则运算法则,必须要对变量进行变形,设法消去分子、分母中的零因子,在变形时,要熟练掌 握饮因式分解、有理化运算等恒等变形。
例1 :求limX 1 22. 用两个重要的极限来求函数的极限sin x① 利用lim 于1来求极限令g x 0,当x x o 或x 时,贝U 有求极限的万法,2f(x) g(x )lim f(x) X X olim g(x)x x oX g若又X在XXf gX 。
时也存在,且有X /V -T/Vgm解:原式=limX 1 21lim x 2 0sin x1的扩展形为:利用这两个重要极限来求函数的极限时要仔细观察所给的函数形式只有形式符合或经过变化符合这两个重要极限的形式时才能够运用此方法来求极限。
- 般常用的方法是换元法和配指数法。
3. 利用等价无穷小量代换来求极限所谓等价无穷小量即lim 丄凶 1•称f(x)与g(x)是xx o 时的等价无穷2 x 0g(x) 小量,记作 f (x) ~ g(x) . (xx o ).limx X 0sin g x g x '亠 sin g x1或 lim glimxsin x解:令 t= x 则 sinx=sin( t)=sint, 且当 x 时 tOsin xlimxsin t .Umu 1例3 : 求 2 ”* sin x 1 伽x 1解:原式=li x m x 1 sin x 21x 1 x 1Im xsin x 2 1 x 21②利用limx1(1 ) e 来求极限xlim (1的另一种lim (11)".事实上,令0.所以elim x(1E )X "m(11)「例 4:求 li m (1x 012x)x 的极限 解:原式=lim1(1 2x)2x (1 12x)2xe 2x定理2②:设函数f (x), g(x), h(x)在u (x 0)有定义, 且有 f (x) ~ g(x) . (x X 。
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求极限的方法具体方法⒈利用函数极限的四则运算法则来求极限定理1①:若极限)(lim 0x f x x →和)(lim x g xx →都存在,则函数)(x f ±)(x g ,)()(x g x f ⋅当0x x →时也存在且①[])()()()(lim lim lim 0.0x g x f x g x f x x x x x →→→±=±②[])()()()(lim lim lim 0x g x f x g x f x x x x x x →→→⋅=⋅又若0)(lim 0≠→x g x x ,则)()(x g x f 在0x x →时也存在,且有 )()()()(limlim lim 0x g x f x g x f x x x x x x →→→= 利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,一般所给的变量都不满足这个条件,如∞∞、00等情况,都不能直接用四则运算法则,必须要对变量进行变形,设法消去分子、分母中的零因子,在变形时,要熟练掌握饮因式分解、有理化运算等恒等变形。
例1:求2422lim ---→x x x解:原式=()()()02222lim lim22=+=-+---→→x x x x x x⒉用两个重要的极限来求函数的极限①利用1sin lim=→xxx 来求极限 1sin lim 0=→x xx 的扩展形为: 令()0→x g ,当0x x →或∞→x 时,则有()()1sin lim 0=→x g x g x x 或()()1sin lim =∞→x g x g x例2:xxx -→ππsin lim解:令t=x -π.则sinx=sin(-π t)=sint, 且当π→x 时0→t 故 1sin sin lim lim==-→→t tx x t x ππ例3:求()11sin 21lim --→x x x解:原式=()()()()()()()211sin 1111sin 122121lim lim =--⋅+=-+-+→→x x x x x x x x x ②利用e x x =+∞→)11(lim 来求极限e x x =+∞→)11(lim 的另一种形式为e =+→ααα1)1(lim .事实上,令.1x =α∞→x .0→⇔α所以=+=∞→x x x e )11(lim e =+→ααα10)1(lim例4: 求xx x 1)21(lim +→的极限解:原式=221210)21()21(lim e x x xx x =⎥⎦⎤+⋅⎢⎣⎡+→利用这两个重要极限来求函数的极限时要仔细观察所给的函数形式只有形式符合或经过变化符合这两个重要极限的形式时才能够运用此方法来求极限。
一般常用的方法是换元法和配指数法。
⒊利用等价无穷小量代换来求极限所谓等价无穷小量即.1)()(lim=→x g x f x x 称)(x f 与)(x g 是0x x →时的等价无穷小量,记作)(x f )(~x g .)(0x x →.定理2②:设函数)(),(),(x h x g x f 在)(00x u 内有定义, 且有)(x f )(~x g .)(0x x →① 若,)()(lim 0A x g x f x x =→则A x h x g x x =→)()(lim 0② 若,)()(lim 0B x f x h x x =→则B x g x h x x =→)()(lim 0 证明:①A A x h x f x f x g x h x g x x x x x x =⋅=⋅=→→→1)()()()()()(lim limlim 0②可类似证明,在此就不在详细证明了!由该定理就可利用等价无穷小量代换来求某些函数的极限 例5:求3sin sin tan limx xx x -→的极限解:由 ).cos 1(cos sin sin tan x xxx x -=-而)0(,~sin →x x x ; ,2~cos 12x x -(x 0→);33sin x x -3~x ,(x 0→).故有30sin sin tan lim x x x x -→= lim 0→x 212cos 132=⋅⋅x x x x 注:由上例可以看出,欲利用此方法求函数的极限必须熟练掌握一些常用的 等价无穷小量,如:由于1sin lim 0=→x xx ,故有x sin ).0(,~→x x 又由于,1arctan lim 0=→x xx 故有arctanx x ~,(x 0→). 另注:在利用等价无穷小代换求极限时,应该注意:只有对所求极限中相乘或相除的因式才能用等价无穷小量来代换,而对极限式中的相加或相减的部分则不能随意代换。
如上式中,若因有tanx x ~,);0(→x x sin x ~).0(,→x 而推出30sin sin tan lim x x x x -→=0sin 30lim =-→xxx x 则得到的结果是错误的。
⒋ 利迫敛性来求极限定理3③:设lim 0x x →f(x)= lim 0x x →g(x)=A,且在某),('0δx u o 内有f(x)≤h(x)≤g(x),则lim 0x x →h(x)=A例6:求lim 0-→x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡x 1的极限解:Θ1≤x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡x 1<1-x. 且1)1(lim 0=--→x x 由迫敛性知∴lim 0-→x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡x 1=1做此类型题目的关键在于找出大于已知函数的函数和小于已知函数的函数,并且所找出的两个函数必须要收敛于同一个极限。
⒌利用函数的连续性求极限利用函数的连续性求极限包括:如函数)(x f 在0x 点连续,则)()(0lim 0x f x f x x =→及若a x x x =→)(lim 0ϕ且f(u)在点a 连续,则[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=→→)()(lim lim 00x f x f x x x x ϕϕ 例7:求2arcsin 2cos 10lim x xx e -→的极限解:由于lim→x 41arcsin 2cos 12=-x x 及函数()4e uf =在41=u 处连续,故lim 0→x 2arcsin 2cos 1xxe-=20arcsin 2cos 1lim xxx e-→=41e 。
⒍利用洛比达法则求函数的极限在前面的叙述中,我们已经提到了利用等价无穷小量来求函数的极限,在此笔者叙述一种牵涉到无穷小(大)量的比较的求极限的方法。
我们把两个无穷小量或两个无穷大量的比的极限统称为不定式极限,分别记作00型或∞∞型的不定式极限。
现在我们将以导数为工具研究不定式极限,这个方法通常称为洛比达法则。
下面就给出不定式极限的求法。
(1)对于型不定式极限,可根据以下定理来求出函数的极限定理4④:若函数f(x)和函数g(x)满足:①lim 0x x →)(x f =lim 0x x →)(x g =0。
②在点0x 的某空心邻域)(00x u 内两者都可导,且0)('≠x g ③limx x →)(')('x g x f =A 。
(A 可为实数,也可为∞±或∞) 则limx x →)()(x g x f =lim 0x x →)(')('x g x f =A 。
注:此定理的证明可利用柯西中值定理,在此,笔者就不一一赘述了。
例8:求limπ→x xx2tan cos 1+ 解:容易检验f(x)=1+x cos 与g(x)=x 2tan 在π=0x 的邻域里满足定理的条件①和②,又因lim π→x )(')('x g x f =lim π→x x x x2sec tan 2sin -= -lim π→x 212cos 3=x 故由洛比达法则求得,limx x →)()(x g x f =lim 0x x →)(')('x g x f =21在此类题目中,如果limx x →)(')('x g x f 仍是0型的不定式极限,只要有可能,我们可再次利用洛比达法则,即考察极限limx x →)(')('x g x f 是否存在。
当然,这是)('x f 和)('x g 在0x 的某邻域内必须满足上述定理的条件。
例9:求)1ln()21(221lim x x e xx ++-→ 解:利用)1ln(2x +2~x (0→x ),则得 原式=lim→x 221)21(x x e x+-=lim 0→x x x e x2)21(21-+-=lim→x 1222)21(23==+--x e x在利用洛比达法则求极限时,为使计算更加快捷减少运算中的诸多不便,可用适当的代换,如下例, 例10:求lim+→x xex -1解:这是00型不定式极限,可直接运用洛比达法则求解,但是比较麻烦。
如作适当的变换,计算上就会更方便些,故 令,x t =当+→0x 时有+→0t ,于是有lim 0+→x xex-1=111lim lim00-=-=-++→→tt t t ee t (2)∞∞型不定式极限 若满足如下定理的条件,即可由如下定理计算出其极限。
定理5⑤:若函数f(x)和函数g(x)满足:①lim 0+→x x )(x f =lim 0+→x x )(x g =∞②在点0x 的某空心邻域)(00x u +内两者都可导,且0)('≠x g ③lim0+→x x )(')('x g x f =A ,(A 可为实数,也可为∞±或∞)。
则lim0+→x x )()(x g x f =lim 0+→x x )(')('x g x f =A 。
此定理可用柯西中值定理来证明,在此,笔者就不一一赘述了。
例11:求xx x ln lim+∞→ 解:由定理4得,''ln (ln )l0()lim lim lim x x x x x x x x→+∞→+∞→+∞=== 注1:若limx x →)(')('x g x f 不存在,并不能说明lim 0x x →)()(x g x f 不存在。
注2:不能对任何比式极限都按洛比达法则来求解。
首先必须注意它是不是不定式极限;其次是观察它是否满足洛比达法则的其它条件。
下面这个简单的极限lim∞→x xxx sin +=1 虽然是∞∞型的,但若不顾条件随便使用洛比达法则: lim∞→x x x x sin +=lim ∞→x 1cos 1x+就会因右式的极限不存在而推出原式的极限不存在这个错误的结论。
(3)其它类型不定式极限不定式极限还有∞⋅0,∞1,00,0∞,∞-∞等类型。