求極限的方法及例題總結

2021-03-04 09:41:58 字數 3230 閱讀 5351

1.定義:

說明:(1)一些最簡單的數列或函式的極限(極限值可以觀察得到)都可以用上面的極限嚴格定義證明,例如:;

(2)在後面求極限時,(1)中提到的簡單極限作為已知結果直接運用,而不需再用極限嚴格定義證明。

利用導數的定義求極限

這種方法要求熟練的掌握導數的定義。

2.極限運算法則

定理1 已知,都存在,極限值分別為a,b,則下面極限都存在,且有 (1)

(2)(3)

說明:極限號下面的極限過程是一致的;同時注意法則成立的條件,當條件不滿足時,不能用。

.利用極限的四則運算法求極限

這種方法主要應用於求一些簡單函式的和、乘、積、商的極限。通常情況下,要使用這些法則,往往需要根據具體情況先對函式做某些恒等變形或化簡。

8.用初等方法變形後,再利用極限運算法則求極限

例1解:原式= 。

注:本題也可以用洛比達法則。

例2解:原式= 。

例3 解:原式。

3.兩個重要極限

(1(2) ;

說明:不僅要能夠運用這兩個重要極限本身,還應能夠熟練運用它們的變形形式,

例如:,,;等等。

利用兩個重要極限求極限

例5 解:原式= 。

注:本題也可以用洛比達法則。

例6 解:原式= 。

例7 解:原式= 。

4.等價無窮小

定理2 無窮小與有界函式的乘積仍然是無窮小(即極限是0)。

定理3 當時,下列函式都是無窮小(即極限是0),且相互等價,即有:

~~~~~~。

說明:當上面每個函式中的自變數x換成時(),仍有上面的等價

關係成立,例如:當時

定理4 如果函式都是時的無窮小,且~,~,則當存在時,也存在且等於,即=。

利用等價無窮小代換(定理4)求極限

例9解:~,~,

原式= 。

例10解:原式= 。

注:下面的解法是錯誤的:

原式= 。

正如下面例題解法錯誤一樣:

。例11解:, 所以, 原式= 。(最後一步用到定理2)

五、利用無窮小的性質求極限

有限個無窮小的和是無窮小,有界函式與無窮小乘積是無窮小。用等價無窮小替換求極限常常行之有效。

例 1. 2.

5.洛比達法則

定理5 假設當自變數x趨近於某一定值(或無窮大)時,函式和滿足:(1)和的極限都是0或都是無窮大;

(2)和都可導,且的導數不為0;

(3)存在(或是無窮大);

則極限也一定存在,且等於,即= 。

說明:定理5稱為洛比達法則,用該法則求極限時,應注意條件是否滿足,只要有一條不滿足,洛比達法則就不能應用。特別要注意條件(1)是否滿足,即驗證所求極限是否為「」型或「」型;條件(2)一般都滿足,而條件(3)則在求導完畢後可以知道是否滿足。

另外,洛比達法則可以連續使用,但每次使用之前都需要注意條件。

利用洛比達法則求極限

說明:當所求極限中的函式比較複雜時,也可能用到前面的重要極限、等價無窮小代換等方法。同時,洛比達法則還可以連續使用。

例12(例4)

解:原式= 。(最後一步用到了重要極限)

例13解:原式= 。

例14解:原式== 。(連續用洛比達法則,最後用重要極限)

例15解:例18

解:錯誤解法:原式= 。

正確解法:

應該注意,洛比達法則並不是總可以用,如下例。

例19解:易見:該極限是「」型,但用洛比達法則後得到:,此極限

不存在,而原來極限卻是存在的。正確做法如下:

原式= (分子、分母同時除以x)

= (利用定理1和定理2)

6.連續性

定理6 一切連續函式在其定義去間內的點處都連續,即如果是函式的定義去間內的一點,則有。

利用函式的連續性(定理6)求極限

例4 解:因為是函式的乙個連續點,

所以原式= 。

7.極限存在準則

定理7(準則1) 單調有界數列必有極限。

四、利用單調有界準則求極限

首先常用數學歸納法討論數列的單調性和有界性,再求解方程可求出極限。

例1. 設,

求極限。

定理8(準則2) 已知為三個數列,且滿足:

(1)(2),

則極限一定存在,且極限值也是a ,即。

10.夾逼定理

利用極限存在準則求極限

例20 已知,求

解:易證:數列單調遞增,且有界(0<<2),由準則1極限存在,設。對已知的遞推公式兩邊求極限,得:

,解得:或(不合題意,捨去)

所以。例21

解: 易見:

因為,所以由準則2得: 。

9.洛必達法則與等價無窮小替換結合法

對於一些函式求極限問題,洛必達法則和等價無窮小結合御用,往往能化簡運算,收到奇效。

11.泰勒展開法

12.利用定積分的定義求極限法

積分本質上是和式的極限,所以一些和式的極限問題可以轉化為求定積分的問題。

8.利用復合函式求極限

十、利用級數收斂的必要條件求極限

級數收斂的必要條件是:若級數收斂,則,故對某些極限,可將函式作為級數的一般項,只須證明此技術收斂,便有。

例 十

一、利用冪級數的和函式求極限

當數列本身就是某個級數的部分和數列時,求該數列的極限就成了求相應級數的和,此時常可以輔助性的構造乙個函式項級數(通常為冪級數,有時為fourier級數)。使得要求的極限恰好是該函式項級數的和函式在某點的值。

例求7等比等差數列公式應用(對付數列極限) (q絕對值符號要小於1)

8各項的拆分相加 (來消掉中間的大多數) (對付的還是數列極限)

可以使用待定係數法來拆分化簡函式

9求左右求極限的方式(對付數列極限) 例如知道xn與xn+1的關係, 已知xn的極限存在的情況下,xn的極限與xn+1的極限時一樣的 ,應為極限去掉有限專案極限值不變化

11 還有個方法,非常方便的方法

就是當趨近於無窮大時候

不同函式趨近於無窮的速度是不一樣的

x的x次方快於x! 快於指數函式快於冪數函式快於對數函式 (畫圖也能看出速率的快慢)!!!!!!

當x趨近無窮的時候他們的比值的極限一眼就能看出來了

12 換元法是一種技巧,不會對模一道題目而言就只需要換元, 但是換元會夾雜其中

16直接使用求導數的定義來求極限 ,

(一般都是x趨近於0時候,在分子上f(x加減麼個值)加減f(x)的形式, 看見了有特別注意)

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