高数：如何证明极限不存在

-

-

如何证明极限不存在

反证法

若存在实数L，使limsin(1/x)=L，

取ε=1/2，

在x=0点的任意小的邻域X内，总存在整数n，

①记x1(n)=1/(2nπ+π/2)∈X，有sin[1/x1(n)]=1，

②记x2(n)=1/(2nπ-π/2)∈X，有sin[1/x2(n)]=-1，

使|sin[1/x1(n)]-L|<1/3，

和|sin[1/x2(n)]-L|<1/3，

同时成立。

即|1-L|<1/2，|-1-L|<1/2，同时成立。

这与|1-L|+|-1-L|≥|(1-L)-(-1-L)|=2发生矛盾。

所以，使limsin(1/x)=L 成立的实数L不存在。

反证法：

一个数列{an}极限存在,另一个数列{bn}极限不存在

假设两数列之和{cn}的极限存在，那么bn=cn-an极限也存在(两个数列和的极限等于两个数列极限的和)

矛盾

所以原命题成立

令y=x, lim(x,y)趋于(0,0)xy/x+y

=lim(x趋于0)x^2/(2x)=0

令y=x^2-x,lim(x,y)趋于(0,0)xy/x+y

= lim(x趋于0) x^3-x^2/ x^2 =-1

两种情况极限值不同，故原极限不存在

2答案：首先需要二项式定理：

(a+b)^n=∑C(i=0 –i=n)n i a^(n-i) * b^i (式一)

用数学归纳法证此定理：

n=1 (a+b)^1 a^(1-0)*b^0+a^(1-1)*b^1

a+b

故此，n=1时，式一成立。

设n1为任一自然数，假设n=n1时，(式一)成立，即：

(a+b)^n1=∑C(i=0 –i=n转载自百分网https://www.360docs.net/doc/e617193883.html,，请保留此标记1)n1 i a^(n1-i) * b^i (式二)

则，当n=n1+1时:

式二两端同乘(a+b)

[(a+b)^n1]*(a+b)=[∑C(i=0 –i=n1)n1 i a^(n1-i) * b^i]*(a+b)

= (a+b)^(n1+1)= ∑C(i=0 –i=(n1+1))(n1+1) i a^((n1+1)-i) * b^i ( 据乘法分配律)

因此二项式定理(即式一成立)

下面用二项式定理计算这一极限：

(1+1/n)^n (式一)

用二项式展开得：

(1+1/n)^n = 1^n+(n/1)(1/n)+[(n(n-1))/(2*1)]*(1/n)^2+[(n(n-1)(n-2))/(3*2*1)]*(1/n)^3 + … +[(n(n-1)(n-2) …3)/((n-2)(n-1) … 2*1)]*(1/n)^(n-2)+ [(n(n-1)(n-2) …3*2)/((n-1)(n-2)(n-1) … 2*1)]*(1/n)^(n-1)+ [(n(n-1)(n-2) …3*2*1)/(n(n-1)(n-2)(n-1) … 2*1)]*(1/n)^n

由于二项展开式系数项的分子乘积的最高次项与(1/n)的次数相同，而系数为1，因此，最高次项与(1/n)的相应次方刚好相约，得1，低次项与1/n的相应次方相约后，分子剩下常数，而分母总余下n的若干次方，当n - +∞,得0。因此总的结果是当n - +∞，二项展开式系数

项的各项分子乘积与(1/n)的相应项的次方相约，得1。余下分母。于是式一化为：(1+1/n)^n =1+1+1/2!+1/3!+1/4!+1/5!+1/6!+ …+ 1/n! (式二)

当n - +∞时，你可以用计算机，或笔计算此值。这一数值定义为e。