洛必達法則失效的種種情況及處理方法

2022-08-23 20:51:06 字數 1234 閱讀 2037

今天我在看xx書時,看到這樣一道題,說是不可以使用洛必達法則,我對照這本書上關於使用洛必達法則的條件,覺得還不太清楚,好像應該是符合條件的,謝謝你抽空給我指點一下。

洛必達法則是計算極限的一種最重要的方法,我們在使用它時,一定要注意到該法則是極限存在的充分條件,也就是說洛必達法則的三個條件:

(1)(或),(或);

(2)和在點的某個去心鄰域內可導

(3)(或)。

其中第三個條件尤其重要。

其實,洛必達法則的條件中前兩條是一望即知的,所以我們在解題過程中可以不用去細說,而第三個是通過計算過程的嘗試驗證來加以說明的,由於驗證結束,結論也出來了,也就更加沒有細說的必要了。所以在利用洛必達法則解題過程中,往往只用式子說話,不必用文本來囉嗦的。

而對於極限問題來說,因為不存在(既不是某個常數,也不是無窮大),而可知洛必達法則的第三個條件得不到驗證。此時,我們只能說洛必達法則對本問題無效,絕對不能因此而說本問題之極限不存在。

實際上,我們利用「將連續問題離散化」的方法來處理,可以斷定這個極限是存在的。

【問題】求極限。

【解】對於任何足夠大的正數,總存在正整數,使,也就是說總存在正整數,使,其中。

這樣就等價於,所以

,這裡前面一項注意到了函式的週期為,而後面一項作了令的換元處理。最後注意到積分值的有界性()。

如果把上述洛必達法則失效的情況稱為第一種情況,則洛必達法則還有第二種失效的情況:第三個條件永遠也無法驗證。

【問題2】求極限(1);(2)。

【分析與解】(1)這是型待定型,本題顯然滿足洛必達法則的前面兩個條件,至於第三個條件,嘗試驗證到第兩次後可以得到

,可知洛必達法則失效,處理的方法是

。(2)的情況與(1)的情況完全類似,嘗試用了兩次「洛必達法則」後可以得到

,可知洛必達法則失效,處理的方法是分子分母同乘,得到

。【問題3】求極限。

【分析與解】這是型待定型,本題顯然滿足洛必達法則的前面兩個條件,至於第三個條件,經過嘗試,可知洛必達法則的第三個條件

完全不可能得到驗證,因為分子分母分別求導後愈來愈複雜,這也說明了洛必達法則對本題無效。正確有效的方法是作換元,令,這樣就有

。還有一種極限問題,原則上雖然也適合使用洛必達法則,但不具有實際可操作性,例在本部落格「2008考研數學輔導系列之24(4月14日博文《泰勒公式的應用》)」一文中的

【例1】求極限問題,當時曾經分析說:本題如果不用泰勒公式,直接用洛必達法則,也能計算,但必須要用六次洛必達法則,而且導數越求越複雜,而用了泰勒公式就會方便得多了.

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