高等数学求极限的常用方法附例题和详解
求极限的方法总结及例题

求极限的方法总结及例题求极限是微积分学探究函数变化规律的基础,也是微积分学最重要的概念之一。
在求极限的运算中,由于函数的特殊性,其结果有可能是一个常数、一个变量或者无穷大,因此,求极限的计算要建立在对偏导数的理解和计算上,即在计算极限之前,首先要掌握偏导数的概念和计算方法。
一般来说,有三种常见的求极限方法:1、基本形式求极限;这种方法是指函数表达式本身具有特定性,可以用固定的简单运算公式直接求出极限值。
例如:当x趋向于0时,lim x→0 (1-cosx/x2)= 1/22、恒等式转换求极限;这种方法是指通过给出函数的形式进行合理的变换,从而使函数表达式转换成可以直接求出极限值的公式,从而解决函数求极限的问题。
例如计算:lim x→0(sin2x/x)可以将该式化简进行转换:lim x→0(sin2x/x)= lim x→0(2sinxcosx/x)= lim x→0(2cosx/1)= 2* lim x→0 (cosx)由于cosx等于1,当x趋向于0时,极限结果为2。
3、洛必达法则求极限;洛必达法则是指在求函数极限时,可以根据函数的性质将原函数转换成另外一组函数,从而推出极限结果。
例如:计算:lim x→∞ (1+1/x)x可以把原本的函数,转换成另一函数,即:lim x→∞ (1+1/x)x= lim x→∞ x/x2= lim x→∞ 1/x= 0 以上所述就是求极限的三种常见的方法。
接下来,我们就以例题来试验一下这三种方法的使用。
例题1:求lim x→0 (sin2x/x)解:由上文所述,这种情况应使用恒等式转换求极限:可以将该式化简进行转换:lim x→0(sin2x/x)= lim x→0(2sinxcosx/x)= lim x→0(2cosx/1)= 2* lim x→0 (cosx)由于cosx等于1,当x趋向于0时,极限结果为2。
例题2:求lim x→∞ (1+1/x)x解:这种情况应使用洛必达法则:可以把原本的函数,转换成另一函数,即:lim x→∞ (1+1/x)x= lim x→∞ x/x2= lim x→∞ 1/x= 0 以上就是求极限的三种方法总结及例题分析。
求极限的12种方法总结及例题

求极限的12种方法总结及例题求极限的12种方法总结及例题1. 引言在数学学习中,求极限是一个重要的概念,也是许多数学题解的基础。
在学习求极限的过程中,有许多不同的方法可以帮助我们理解和解决问题。
本文将总结12种方法,帮助我们更全面地理解求极限的概念,并提供相应的例题进行演示。
2. 利用极限的定义我们可以利用极限的定义来求解问题。
根据定义,当x趋向于a时,函数f(x)的极限为L,即对于任意的正数ε,总存在正数δ,使得当0<|x-a|<δ时,有|f(x)-L|<ε。
利用这个定义,可以求得一些简单的极限,如lim(x→0) sinx/x=1。
3. 利用夹逼准则夹逼准则是求极限常用的方法之一。
当我们无法直接求出某个函数的极限时,可以利用夹逼准则来找到该函数的极限值。
要求lim(x→0) xsin(1/x)的极限,可以通过夹逼准则来解决。
4. 利用极限的四则运算极限的四则运算法则是求解复杂函数极限的基本方法之一。
利用这个法则,我们可以将复杂的函数分解成简单的部分,再进行求解。
要求lim(x→0) (3x^2+2x-1)/(x+1),可以利用极限的四则运算法则来求解。
5. 利用洛必达法则当我们遇到不定型的极限时,可以利用洛必达法则来求解。
洛必达法则可以帮助我们求出不定型极限的值,例如0/0、∞/∞、0*∞等形式。
通过洛必达法则,我们可以将求解不定型极限的过程转化为求解导数的问题,从而得到极限的值。
6. 利用泰勒展开泰勒展开是求解复杂函数极限的有效方法之一。
当我们遇到无法直接求解的函数极限时,可以利用泰勒展开将其转化为无穷级数的形式,然后再进行求解。
通过泰勒展开,我们可以将复杂函数近似为一个多项式,从而求得函数的极限值。
7. 利用换元法换元法是求解复杂函数极限的常用方法之一。
通过适当的变量替换,可以将复杂的函数转化为简单的形式,然后再进行求解。
对于lim(x→∞) (1+1/x)^x,可以通过换元法将其转化为e的极限形式来求解。
高等数学求极限的常用方法(附例题和详解) (4)

高等数学求极限的14种方法一、极限的定义1.极限的保号性很重要:设A x f x x =→)(lim,(i )若A 0>,则有0>δ,使得当δ<-<||00x x 时,0)(>x f ; (ii )若有,0>δ使得当δ<-<||00x x 时,0A ,0)(≥≥则x f 。
2.极限分为函数极限、数列极限,其中函数极限又分为∞→x 时函数的极限和0x x →的极限。
要特别注意判定极限是否存在在:(i )数列{}的充要条件收敛于a n x 是它的所有子数列均收敛于a 。
常用的是其推论,即“一个数列收敛于a 的充要条件是其奇子列和偶子列都收敛于a ”(ii )A x x f x A x f x =+∞→=-∞→⇔=∞→lim lim lim )()((iii)A x x x x A x f x x =→=→⇔=→+-limlimlim)((iv)单调有界准则(v )两边夹挤准则(夹逼定理/夹逼原理)(vi )柯西收敛准则(不需要掌握)。
极限)(limx f x x →存在的充分必要条件是:εδεδ<-∈>∃>∀|)()(|)(,0,021021x f x f x U x x o时,恒有、使得当二.解决极限的方法如下:1.等价无穷小代换。
只能在乘除..时候使用。
例题略。
2.洛必达(L’ho spital )法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法)洛必达法则(定理)设函数f(x )和F(x )满足下列条件: ⑴x→a 时,lim f(x)=0,lim F(x)=0;⑵在点a 的某去心邻域内f(x )与F(x )都可导,且F(x )的导数不等于0; ⑶x→a 时,lim(f'(x)/F'(x))存在或为无穷大 则 x→a 时,lim(f(x)/F(x))=lim(f'(x)/F'(x))注: 它的使用有严格的使用前提。
高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)

高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)高等数学求极限的常用方法(附例题和详解)在高等数学中,求极限是一个基础而重要的概念,它在各个数学领域都有广泛的应用。
本文将介绍一些常用的方法,以及针对这些方法的例题和详细解析。
I. 无穷小量法无穷小量法是求解极限最常见的方法之一。
它的基本思想是将待求极限转化为无穷小量之间的比较。
下面通过一个例题来说明这个方法。
例题1:求极限lim(x→0) (sin x) / x解析:考虑当 x 趋近于 0 时,sin x 和 x 的关系。
根据三角函数的极限性质,我们知道 sin x / x 的极限为 1。
因此,原式可以看作(sin x) / x ≈ 1,即它在 x 趋近于 0 时趋近于 1。
故lim(x→0) (sin x) / x = 1.II. 夹逼法夹逼法也是常用的求解极限的方法,它适用于求解含有不等式的极限问题。
下面通过一个例题来说明夹逼法的思想。
例题2:求极限lim(x→0) x^2sin(1/x)解析:首先,我们要注意到 x^2sin(1/x) 的取值范围在 [-x^2, x^2] 之间,因为 -1 ≤sin(θ) ≤ 1 对任意θ 成立。
然后,我们可以利用夹逼法,将 x^2sin(1/x) 夹逼在 0 和 0 之间。
也就是说,对于任何 x,都有 -x^2 ≤ x^2sin(1/x) ≤ x^2。
根据夹逼定理,当 x 趋近于 0 时,x^2sin(1/x) 的极限为 0。
故lim(x→0) x^2sin(1/x) = 0.III. 泰勒展开法泰勒展开法是一种将函数在某点附近进行多项式逼近的方法,它可以帮助我们求解一些复杂的极限问题。
下面通过一个例题来说明泰勒展开法的应用。
例题3:求极限lim(x→0) (e^x - 1) / x解析:考虑函数 f(x) = e^x 在 x = 0 处的泰勒展开式:f(x) = f(0) + f'(0)x + f''(0)x^2 / 2! + f'''(0)x^3 / 3! + ...其中,f'(0)表示 f(x) 在 x = 0 处的导数,依次类推。
高等数学 求极限方法小结及举例

11
x = f ′( t ) d2y 例 12 . f ′′( t ) ≠ 0 求 . 2 dx y = t f ′( t ) − f ( t ) d y y′( t ) f ′( t ) + t f ′′( t ) − f ′( t ) 解. = = =t d x x′( t ) f ′′( t )
2
t =π − x −1 2 t ========= lim t →0 cot t
tan t = − lim = −1 . t →0 t
"∞" ∞
例 7 . lim ( x ⋅ cot x )
x →0
x = lim =1. x →0 tan x
( 有界量乘无穷小 )
"0⋅ ∞"
lim x cos 1 = 0 . x x →0
4 . "∞ ± ∞" 型 ,
1 ± 1 = f ( x ) ± g( x ) . f ( x ) g( x ) f ( x ) ⋅ g( x )
5 . " ( 1 ± 0 ) ∞ " 型 , 0 " "0 型, u( x ) v ( x ) = e v ( x )⋅ln u( x ) 6. (指数型) " ∞0 " 型 , 7. lim [v ( x )⋅ln u( x ) ] v( x )
n x n −1 sin 1 − x n − 2 cos 1 x>0 x x f ′( x ) = 0 x=0 n x n −1 x<0 ′( x ) = lim n x n −1 sin 1 − x n − 2 cos 1 lim f x x x → +0 x →+0
高等数学求极限的常用方法附例题和详解

高等数学求极限的14种方法一、极限的定义1、极限的保号性很重要:设A x f x x =→)(lim 0,(i)若A 0>,则有0>δ,使得当δ<-<||00x x 时,0)(>x f ; (ii)若有,0>δ使得当δ<-<||00x x 时,0A ,0)(≥≥则x f 。
2、极限分为函数极限、数列极限,其中函数极限又分为∞→x 时函数的极限与0x x →的极限。
要特别注意判定极限就是否存在在:(i)数列{}的充要条件收敛于a n x 就是它的所有子数列均收敛于a 。
常用的就是其推论,即“一个数列收敛于a 的充要条件就是其奇子列与偶子列都收敛于a ”(ii)A x x f x A x f x =+∞→=-∞→⇔=∞→limlimlim)()((iii)A x x x x A x f x x =→=→⇔=→+-lim lim lim 0)((iv)单调有界准则(v)两边夹挤准则(夹逼定理/夹逼原理)(vi)柯西收敛准则(不需要掌握)。
极限)(lim 0x f x x →存在的充分必要条件就是:εδεδ<-∈>∃>∀|)()(|)(,0,021021x f x f x U x x o时,恒有、使得当二.解决极限的方法如下:1、等价无穷小代换。
只能在乘除..时候使用。
例题略。
2、洛必达(L’ho spital)法则(大题目有时候会有暗示要您使用这个方法)它的使用有严格的使用前提。
首先必须就是X 趋近,而不就是N 趋近,所以面对数列极限时候先要转化成求x 趋近情况下的极限,数列极限的n 当然就是趋近于正无穷的,不可能就是负无穷。
其次,必须就是函数的导数要存在,假如告诉f(x)、g(x),没告诉就是否可导,不可直接用洛必达法则。
另外,必须就是“0比0”或“无穷大比无穷大”,并且注意导数分母不能为0。
洛必达法则分为3种情况:(i)“00”“∞∞”时候直接用 (ii)“∞•0”“∞-∞”,应为无穷大与无穷小成倒数的关系,所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。
大学数学经典求极限方法及解析(最全)

求极限的各种方法及解析1.约去零因子求极限例1:求极限11lim 41--→x x x 【说明】1→x 表明1与x 无限接近,但1≠x ,所以1-x 这一零因子可以约去。
【解】6)1)(1(lim 1)1)(1)(1(lim2121=++=-++-→→x x x x x x x x =4 2.分子分母同除求极限例2:求极限13lim 323+-∞→x x x x 【说明】∞∞型且分子分母都以多项式给出的极限,可通过分子分母同除来求。
【解】3131lim 13lim 311323=+-=+-∞→∞→x xx x x x x 【注】(1) 一般分子分母同除x 的最高次方;(2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=<∞>=++++++----∞→nm b a n m n m b x b x b a x a x a nnm m m m n n n n x 0lim 0110113.分子(母)有理化求极限例3:求极限)13(lim 22+-++∞→x x x 【说明】分子或分母有理化求极限,是通过有理化化去无理式。
【解】13)13)(13(lim )13(lim 22222222+++++++-+=+-++∞→+∞→x x x x x x x x x x0132lim22=+++=+∞→x x x例4:求极限30sin 1tan 1limxxx x +-+→ 【解】xx x xx x x x x x sin 1tan 1sin tan lim sin 1tan 1lim3030+-+-=+-+→→ 41sin tan lim 21sin tan limsin 1tan 11lim30300=-=-+++=→→→x x x x x x xx x x x【注】本题除了使用分子有理化方法外,及时分离极限式中的非........零因子...是解题的关键 4.应用两个重要极限求极限两个重要极限是1sin lim0=→xxx 和e x nx x x n n x x =+=+=+→∞→∞→10)1(lim )11(lim )11(lim ,第一个重要极限过于简单且可通过等价无穷小来实现。
高等数学求极限的17种常用方法(附例题和详解)

(iii)
(iv)单调有界准则
(v)两边夹挤准则(夹逼定理/夹逼原理)
(vi)柯西收敛准则(不需要掌握)。极限 存在的充分必要条件是:
二.解决极限的方法如下:
1.等价无穷小代换。只能在乘除时候使用。例题略。
2.洛必达(L’hospital)法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法)
它的使用有严格的使用前提。首先必须是X趋近,而不是N趋近,所以面对数列极限时候先要转化成求x趋近情况下的极限,数列极限的n当然是趋近于正无穷的,不可能是负无穷。其次,必须是函数的导数要存在,假如告诉f(x)、g(x),没告诉是否可导,不可直接用洛必达法则。另外,必须是“0比0”或“无穷大比无穷大”,并且注意导数分母不能为0。洛必达法则分为3种情况:
;
cos=
ln(1+x)=x-
(1+x) =
以上公式对题目简化有很好帮助
4.两多项式相除:设 ,
P(x)= ,
(i) (ii)若 ,则
5.无穷小与有界函数的处理办法。例题略。
面对复杂函数时候,尤其是正余弦的复杂函数与其他函数相乘的时候,一定要注意这个方法。面对非常复杂的函数可能只需要知道它的范围结果就出来了。
(i)“ ”“ ”时候直接用
(ii)“ ”“ ”,应为无穷大和无穷小成倒数的关系,所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。通项之后,就能变成(i)中的形式了。即 ;
(iii)“ ”“ ”“ ”对于幂指函数,方法主要是取指数还取对数的方法,即 ,这样就能把幂上的函数移下来了,变成“ ”型未定式。
3.泰勒公式(含有 的时候,含有正余弦的加减的时候)
例1已知A={x -2≤x<3},B={x -1<x≤5},求A B,A B
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高等数学求极限的14种方法一、极限的定义 1.极限的保号性很重要:设A x f x x =→)(lim 0,(i )若A 0>,则有0>δ,使得当δ<-<||00x x 时,0)(>x f ; (ii )若有,0>δ使得当δ<-<||00x x 时,0A ,0)(≥≥则x f 。
2.极限分为函数极限、数列极限,其中函数极限又分为∞→x 时函数的极限和0x x →的极限。
要特别注意判定极限是否存在在:(i )数列{}的充要条件收敛于a n x 是它的所有子数列均收敛于a 。
常用的是其推论,即“一个数列收敛于a 的充要条件是其奇子列和偶子列都收敛于a ”(ii )A x x f x A x f x =+∞→=-∞→⇔=∞→limlimlim)()((iii)A x x x x A x f x x =→=→⇔=→+-lim lim lim 0)((iv)单调有界准则(v )两边夹挤准则(夹逼定理/夹逼原理)(vi )柯西收敛准则(不需要掌握)。
极限)(lim 0x f x x →存在的充分必要条件是:εδεδ<-∈>∃>∀|)()(|)(,0,021021x f x f x U x x o 时,恒有、使得当二.解决极限的方法如下:1.等价无穷小代换。
只能在乘除..时候使用。
例题略。
2.洛必达(L ’hospital )法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法) 它的使用有严格的使用前提。
首先必须是X 趋近,而不是N 趋近,所以面对数列极限时候先要转化成求x 趋近情况下的极限,数列极限的n 当然是趋近于正无穷的,不可能是负无穷。
其次,必须是函数的导数要存在,假如告诉f(x )、g (x ),没告诉是否可导,不可直接用洛必达法则。
另外,必须是“0比0”或“无穷大比无穷大”,并且注意导数分母不能为0。
洛必达法则分为3种情况: (i )“00”“∞∞”时候直接用 (ii)“∞•0”“∞-∞”,应为无穷大和无穷小成倒数的关系,所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。
通项之后,就能变成(i)中的形式了。
即)(1)()()()(1)()()(x f x g x g x f x g x f x g x f ==或;)()(1)(1)(1)()(x g x f x f x g x g x f -=-(iii)“00”“∞1”“0∞”对于幂指函数,方法主要是取指数还取对数的方法,即ex f x g x g x f )(ln )()()(=,这样就能把幂上的函数移下来了,变成“∞•0”型未定式。
3.泰勒公式(含有x e 的时候,含有正余弦的加减的时候)12)!1(!!21+++++++=n xn xx n e n x x x e θ ; cos=221242)!22(cos )1()!2()1(!4!21+++-+-+-+-m m m m x m x m x x x θ ln (1+x )=x-11132)1)(1()1()1(32++-++-+-+-+n n nnn x n x n x x x θ (1+x)u =1112)1(!2)1(1+--+++++-++n n u n u n n u x x C x C x u u ux θ 以上公式对题目简化有很好帮助4.两多项式相除:设均不为零m n b a ,,P (x )=0111a x a x a x a n n n n ++++-- ,0111)(b x b x b x b x Q m m m m ++++=--(i)⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>∞<==∞→)(,)(,0)(,)()(lim m n m n n m b a x Q x P x n n(ii )若0)(0≠x Q ,则)()()()(00lim0x Q x P x Q x P x x =→ 5.无穷小与有界函数的处理办法。
例题略。
面对复杂函数时候,尤其是正余弦的复杂函数与其他函数相乘的时候,一定要注意这个方法。
面对非常复杂的函数可能只需要知道它的范围结果就出来了。
6.夹逼定理:主要是应用于数列极限,常应用放缩和扩大不等式的技巧。
以下面几个题目为例:(1)设0>>>c b a ,n n n n n c b a x ++=,求n n x lim ∞→解:由于a a a a a x a n n n n n ==<<∞→∞→)3(,,3lim lim 以及,由夹逼定理可知a xnn =∞→lim(2)求⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++∞→222)2(1)1(11lim n n nn解:由n nn n n n n 1111)2(1)1(110222222=+++<++++<,以及010lim lim ==∞→∞→n n n 可知,原式=0(3)求⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++++∞→n n n n n 22212111lim 解:由nn n nn nn nn nn n n nnn+=+++++<++++++<=++222222111121111111,以及11111limlimlim 2=+=+=∞→∞→∞→nnn n n n n 得,原式=17.数列极限中等比等差数列公式应用(等比数列的公比q 绝对值要小于1)。
例如:求()12321lim -∞→++++n n nx x x )1|(|<x 。
提示:先利用错位相减得方法对括号内的式子求和。
8.数列极限中各项的拆分相加(可以使用待定系数法来拆分化简数列)。
例如:⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++⨯+⨯∞→)1(1321211lim n n n =1)1(11)1(113121211lim lim =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++-+-∞→∞→n n n n n 9.利用1+n x x x 与极限相同求极限。
例如:(1)已知nn a a a 12,211+==+,且已知n n a lim ∞→存在,求该极限值。
解:设n n a lim ∞→=A ,(显然A 0>)则AA 12+=,即0122=--A A ,解得结果并舍去负值得A=1+2(2)利用..单调有界的性质.......。
.利用这种方法时一定要先证明单调性和有界性。
.....................例如设n n n n x x x x x lim ,2,,22,2121∞→-+=+==求解:(i )显然221<<x x (ii )假设,21<<-k k x x 则22221+<+<+-k k x x ,即21<<+k k x x 。
所以,{}n x 是单调递增数列,且有上界,收敛。
设A n =∞→lim ,(显然)0>A 则A A +=2,即022=--A A 。
解方程并舍去负值得A=2.即2lim =∞→nn x10.两个重要极限的应用。
(i )1sin lim 0=→x x x 常用语含三角函数的“00” 型未定式(ii)()e x x x =+→11lim ,在“∞1”型未定式中常用11.还有个非常方便的方法就是当趋近于无穷大时候不同函数趋近于无穷的速度是不一样的,n n 快于n !,n !快于指数型函数n b (b 为常数),指数函数快于幂函数,幂函数快于对数函数。
当x 趋近无穷的时候,它们比值的极限就可一眼看出。
12.换元法。
这是一种技巧,对一道题目而言,不一定就只需要换元,但是换元会夹杂其中。
例如:求极限xx x 2sin 2arccos limπ-→。
解:设t t x t x x t sin )2cos(,00,2arccos -=+=→→-=ππ且时,则。
原式=21sin 222arccos 22arccos 2sin 2limlimlim-=-=-=-→→→t t xx xx xx t x x ππ13.利用定积分求数列极限。
例如:求极限⎪⎭⎫⎝⎛++++++∞→n n n n n 12111lim 。
由于n i n i n +=+111,所以2ln 11111111211121lim lim ==⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++⎰∞→∞→x n n n n n n n n n n 14.利用导数的定义求“00”型未定式极限。
一般都是x →0时候,分子上是“)()(a f x a f -+”的形式,看见了这种形式要注意记得利用导数的定义。
(当题目中告诉你m '=)(a f 告诉函数在具体某一点的导数值时,基本上就是暗示一定要用导数定义)例:设)(,0)('a f a f >存在,求()nn a f n a f ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→1lim 解:原式=()n a f a f n a f a f na f a f n nn a f a f n a f a f a f n a f )()()1()()1()()()()1(1)(11lim lim -+⨯-+∞→∞→⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-++=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛++=)()(')(11)()1(lim a f a f a f na f na f n ee=-+∞→。