第5講高等數學 五 新版

2023-01-01 12:12:02 字數 2497 閱讀 4067

2 .左、右極限

在函式極限的概念中,自變數的變化趨向, x 可以從 x0的左、右兩側趨向於 x0但有時只需考慮 x 僅從x0的左側趨向於x0(記成),或x僅從x0的右側趨向於x0(記成)

若當時, f ( x )無限趨近於常數 a ,則稱 f ( x )當時的左極限為 a ,記成或。

類似地,有 f ( x )當時的右極限,記成或,以及與。

函式 f ( x )當(或)時的極限存在的充分必要條件,是函式的左、右極限均存在且相等,即

3 .極限運算法則

( l ) (極限的四則運算法則)

注意:上述記號「 lim 」下的自變數變化過程可以是、、、、、,但等號兩端出現的必需是同一種。

( 3 ) (復合函式的極限運算法則)

設函式 y = f[g ( x )]是由函式 y = f ( u)與函式u = g ( x)復合而成, f [ g ( x)] 在點 x0 的某去心領域內有定義,若,,且存在當時,有,則

(二)極限存在準則和兩個重要極限

1 .夾逼準則和極限

準則i(數列情形)若數列且xn、yn、及zn滿足條件: (n= 1 , 2 , 3 ,…)且則數列xn的極限存在且

準則i』(函式情形)若函式 f ( x )、 g ( x )及 h ( x )滿足條件:

利用準則i』,可得乙個重要極限

2 .單調有界準則和極限

準則ii 單調有界的數列(或函式)必有極限。

利用準則ii,可得另乙個重要極限

其中 e 是乙個無理數, e =2 . 71828 … …

(三)無窮小的比較

設 a 及都是在同乙個自變數變化過程中的無窮小,且0, lim也是在這個變化過程中的極限。

若 lim =0,就稱是比a高階的無窮小,記作=(a);並稱a是比低階的無

窮小;若 lim =c 0,就稱是與 a 同階的無窮小;

若 lim =1, 就稱是與 a 等階的無窮小,記作a 。

關於等價無窮小,有以下性質:

若,且 lim存在,則

當 x 0時,有以下常用的等價無窮小:

(四)例題

一般地,對有理分式函式

其中p( x )、 q ( x )是多項式, 若(x)=q(x0)0,則

注意:若 q ( x 0) = 0 ,則關於商的極限運算法則不能應用,需特殊考慮。

【例1-2-2】 求

【 解 】 (x2- 9 ) = 0 ,不能應用商的極限運算法則。但分子、分母有公因子x-3,故

【例1-2-3】 。

【 解 】 ( x2-5x+4)=0,(2x-3)= -1,故

從而【例 l -2 -4】 求。

【 解 】 當 x 時,分子、分母都為無窮大,不能應用商的極限運算法則,但可先用 x3 去除分子、分母,故

【例1-2-5】 等於

( a ) 1

( b ) 0

( c )不存在且不是

( d )

【解】 由於=0,,按照「有界函式與無窮小的乘積是無窮小」,故應選(b), 注意不要與極限=1相混淆。

【例1-2-6】 求。

【例1-2-7】 求。

【 解 】 令 x=- t ,則當 x 時,t。於是

【例1-2-8】 求。

【例1-2-9】 求。

【解】當 x 0 時,tan2x 2x, sin5x 5x,所以

【例1-2-10】 求。

【解】 當 x 0時,,cosx-1-,所以

【例1-2-11】 等於

( a )2

( b ) 0

( c )

( d )不存在且不是

【解】 因為

所以故極限不存在,且不是,應選( d )。

【 例 1 -2- 12 】 設f( x ) = 2x+ 3 x -2 ,則當 x 0 時,有

( a ) f ( x ) 與 x 是等價無窮小

( b ) f ( x )與 x 同階但非等價無窮小

( c ) f ( x )是比 x 高階的無窮小

(d)f ( x )是比 x 低階的無窮小

【解】所以應選( b )。

【 例 1 -2 -13 】 當 x 0 時, tanx - sinx 是x3的

( a )高階無窮小

( b )低階無窮小

( c )同階但非等價無窮小

( d )等價無窮小

【解】應選( c )。

注意:當 x o 時, tanx ~ x ,sinx ~x ,但不能得出 tanx - sinx ~ x - x = 0 ,從而得出上述極限為零,而選( a )。事實上,上面的計算結果表明 tanx- sinx~。

由此可知,在利用等價無窮小求極限時,不能對分子或分母中的某個加項作代換,而應該對分子或分母的整體,或其中的無窮小的因子作等價代換,才不致出錯。

【 例1-2-14 】 極限 lim ( 1 十 cosx ) 2secx 的值等於

(a)e

(b)e2

(c)e-1

(d)e-2【解】

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