摘 要: 极限是高等数学最重要的概念之一,也是研究变量数学的重要工具和分析方法,同时又是高等数学的主要运算――微分法和积分法的理论基础.其题型多变,方法灵活,技巧性强.本文用实例论述了求函数极限的几种常用方法,介绍了求极限的一些技巧.
关键词: 常见函数 极限 求解方法
极限论是数学分析的基础,它贯穿着整个数学分析,极限问题也是数学分析中的困难问题之一.求函数极限的方法较多,但是每种方法都有其局限性,都不是万能的.对某个具体的求极限的问题,我们应该追求最简便的方法.在求极限的过程中,必然以相关的概念、定理及公式为依据,并借助一些重要的方法和技巧.
首先我们一起来回顾函数极限的定义:
极限的定义一:若当x无限变大时,恒有|f(x)-a|
极限的定义二:若当x无限接近x时,恒有|f(x)-a|
下面我们以相关的概念、定理及公式为依据,简单概括一些常见函数的极限的求法和技巧,以期对学习者能有所帮助.
一、利用函数极限定义求极限
利用函数极限的定义及不等式证明方法,关键是找出和的函数表达式,满足函数极限定义中的要求.
例1:证明=2
证明:这里,函数在点x=1是没有定义的,但是函数当x1时的极限存在或不存在与它有没有定义并无关系.事实上,?坌ε>0,不等式|-2|
|x-1|
二、利用夹逼定理求极限
夹逼定理:若函数f(x)满足g(x)≤f(x)≤h(x),且g(x)=h(x)=a,则f(x)=a.
例2:求(++…+)
则根据夹逼定理可知:原式=1.
三、利用极限四则运算法则求极限
对和、差、积、商形式的函数求极限,自然会想到极限四则运算法则,法则本身很简单,但为了能够使用这些法则,往往需要先对函数做某些恒等变形或化简,采用怎样的变形和化简,要根据具体的算式确定,常用的变形或化简有分式的约分或通分、分式的分解、分子或分母的有理化、三角函数的恒等变形、某些求和或求积公式,以及适当的变量替换.如:
(1)约去零因式(此法适用于XX0时,型)
例3:求
解:原式==(x-3)=-1
(2)通分法(适用于∞-∞型)
例4:求(-)
解:原式===
(3)分子或分母有理化
例5:求
解:原式===
四、利用变量代换求极限
例6:求=1
解:下面的做法是错误的:
=(•)=1
错在用错了公式.公式=1,=1都是在X0时求极限,本例是xπ时求极限。正确的做法是设一个新变量,使新变量趋向于零,为此:令t=x-π,当xπ时,t0:==-1.
五、利用无穷小的性质求极限
无穷小量的性质:
1)两个(相同类型的)无穷小量之和、差、积仍为无穷小量;
2)无穷小量与有界量的乘积为无穷小量.
例7:求
解:==
在求乘除式极限里,其因子可用等价因子代替,极限不变.
六、利用两个重要极限
两个重要极限公式为:
(1)=1
(2)(1+x)=e或(1+)=e,其中e是无理数,e≈2.718
七、利用拆项法求极限
八、利用洛比达法则求极限
以上求函数极限的方法是一些函数极限最基本且常用的求法,各种类型所采用的不同技巧必须熟练和灵活地掌握,除此之外,还可利用级数收敛性等方法来求极限.在不同的函数类型条件下所采用的技巧是各不相同的,因此大家要学会判断极限的类型,对于找到解决问题的方法是至关重要的.极限的求法虽有一定的规律可循,但也决不能死搬硬套,因为有的题目可能有多种解法,有的简单,有的复杂,因此只有在做题中不断总结、摸索,领悟题目的含义和各种方法的精髓,才能更好地掌握极限的求法.
参考文献:
[1]同济大学应用数学系.高等数学(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2002.
[2]华东师范大学数学系编.数学分析(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2001.
[3]盛祥耀.高等数学辅导[M].北京:高等教育出版社,2003.
[4]徐建平.高等数学习题精编[M].上海:上海同济大学出版社,2000.
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