高等数学 洛必达法则

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高等数学:洛必达法则

高等数学:洛必达法则

洛必达法则一、基本内容洛必达法则:设函数)(x f 和)(x g(1)在0x 的某去心邻域(或M x >||,0>M )内可导且0)(≠'x g ; (2)当0x x →(或∞→x )时,)(x f 和)(x g 都趋于零(或都是无穷大); (3))()(lim)(0x g x f x x x ''∞→→存在(或为无穷大),则)()(lim )(0x g x f x x x ∞→→存在(或为无穷大),且)()(lim)()(lim)()(00x g x f x g x f x x x x x x ''=∞→→∞→→ 洛必达法则以导数为工具,给出了计算未定式极限的一般方法。

二、学习要求熟练掌握用洛必达法则求未定型极限的方法。

三、基本题型及解题方法 题型1 利用洛必达法则求“00”与“∞∞”型极限 解题方法:在验证了是这两种类型极限后,首先应该想到第一章中提到的各种方法,如约掉零因子,等价无穷小替换等等,然后再结合洛必达法则一起解题。

在应用该法则时要注意,分子分母同时取导数,当取导之后仍为“00”或“∞∞”,可以再次利用洛必达法则,而且当洛必达法则失败时,也不代表极限不存在,要重新研究。

【例1】 求下列极限: (1)22)2(sin ln limx x x -→ππ; (2)xx xx x tan tan lim20-→ (3)ee x x x x -+-→ln 1lim 31; (4) x x x e x x arctan 1)1ln(lim 0---+→ 解:(1)所给极限为型,由洛必达法则,有22)2(sin ln limx x x -→ππ)2(4cot lim 2/x xx --=→ππ仍为型,再利用洛必达法则,得 原式81sin 1lim 818csc lim 22/22/-=-=-=→→xx x x ππ (2)所给极限为型,且因为当 0→x 时,x x ~tan ,则 x x x x x tan tan lim 20-→30tan lim xxx x -=→)()(tan lim 30''-=→x x x x 22031sec lim x x x -=→ 31sec lim 316tan sec 2lim 202000==→→x x x x x x 洛必达法则型(3)e e x x x x -+-→ln 1lim 31 )()ln 1(lim 31'-'+-=→e e x x x x xx e x x 13lim 21+=→e4=(4) x x x e x x arctan 1)1ln(lim 0---+→[])arctan (1)1ln(lim 0'-'--+=→x x x e x x2011111lim x x e x x +--+=→111)1(lim 220-+⋅+-=→x x xe x x x 201)1(lim x e x x x +--=→x e x e xx x 2)1(lim 0-+-=→ 212lim 0-=-=→x xe x x题型2 利用洛必达法则求其他未定型极限解题方法:其它未定型极限主要包括∞-∞,∞⋅0,∞1,00 ,0∞,首先要把它们转化为00型或∞∞型,再用洛必达法则求之。

高等数学课件同济版第二节洛必达法则

高等数学课件同济版第二节洛必达法则

在求解过程中,洛必达法则可以与其他极限 求解方法相结合,如等价无穷小替换、泰勒 展开等,提高解题的灵活性和准确性。
需要注意的是,洛必达法则并非万 能,有些情况下使用洛必达法则可 能会导致计算量增加或者无法得出 正确结果,因此在实际应用中需要 谨慎选择。
02 洛必达法则证明过程剖析
洛必达法则证明思路概述
导数之比有确定趋势或极限存在。
适用条件
分子分母在限定的区域内可导;
分子分母的极限都是0或都是无穷大;
洛必达法则与极限关系
洛必达法则是求未定式极限的有效工 具,可以将复杂的极限问题转化为导 数问题来求解。
通过洛必达法则,可以简化极限的求 解过程,提高计算效率。
洛必达法则在求极限中作用
洛必达法则能够解决一些其他方法难以 处理的极限问题,如含有根号、三角函 数等的复杂表达式。
02 解决方案
在求解极限前,先判断函数在 给定点的导数是否存在,若不 存在则不能使用洛必达法则。
03
问题2
04
对于复杂的极限问题,如何选择 合适的变量代换?
解决方案
根据极限的形式和特点,选择合 适的变量代换,将复杂的极限问 题转化为简单的形式进行求解。 例如,对于$infty/infty$型未定 式,可以尝试通过倒数代换或指 数代换等方法进行化简。
分析
此题为$infty/infty$型未定式,需转 化为0/0型后使用洛必达法则。
解答
通过变量代换$t = frac{1}{x}$,转化为0/0型, 再对分子分母分别求导,得到极限为0。
练习题设置及解题技巧指导
练习题1
求解极限 $lim_{x to 0} frac{ln(1+x)}{x}$
解题技巧

高等数学课件同济版第二节洛必达法则

高等数学课件同济版第二节洛必达法则
,
汇报人:
目录
洛必达法则的起源和历史
洛必达法则是由法国数学家洛必达提出的 洛必达法则是微积分中的一个重要法则,用于解决极限问题 洛必达法则在17世纪末被提出,并在18世纪初被广泛应用
洛必达法则在微积分的发展中起到了重要作用,对现代数学和科学产生了深远影响
洛必达法则在高等数学中的地位和作用
洛必达法则是微积 分中的一个重要定 理,用于解决极限 问题
洛必达法则在高等 数学中广泛应用于 求极限、求导数、 求积分等问题
洛必达法则是解决 复杂极限问题的有 效工具,可以提高 求解效率
洛必达法则在高等 数学中具有重要的 理论价值和实际应 用价值
洛必达法则的定义和定理
单击此处添加标题
洛必达法则:一种用于求极限的方法,由法国数学家洛必达提出
单击此处添加标题
法则的逆形式
洛必达法则的变种:包括洛必 达法则的推广形式和洛必达法 则的逆形式
洛必达法则的变种和推广形式: 包括洛必达法则的推广形式和 洛必达法则的逆形式
总结洛必达法则的重要性和应用价值
洛必达法则是微积分中的重要定理, 对于解决极限问题具有重要意义。
洛必达法则可以帮助我们更好地理 解和掌握微积分的基本概念和方法。
添加标题
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洛必达法则在工程、物理、经济等 领域有着广泛的应用价值。
洛必达法则在解决实际问题时,可 以提高计算效率和准确性。
分析洛必达法则在高等数学中的地位和发展趋势
洛必达法则是微积 分中的重要定理, 广泛应用于求极限、 导数、积分等领域
洛必达法则在高等数 学中的地位:是解决 复杂数学问题的重要 工具,也是理解微积 分概念的重要途径
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高等数学PPT教学课件2_7洛必达法则

高等数学PPT教学课件2_7洛必达法则

nxn1
ex
lim
x
n(n 1)xn2
2 e x
lim
x
n!
n e x
0
13
例7.
求 lim
x
xn ex
(n 0 , 0).
(2) n 不为正整数的情形.
存在正整数 k , 使当 x > 1 时,
xk xn xk1
从而 由(1)
f (x)
0型
0
F
1 2 ( x)
F
(
x)
lim
xa
f
1 2 ( x)
f
( x)

lim
xa


f (x) 2
F (x)
F ( x) f (x)

lim xa
f (x) 2 F (x)
lim
xa
F ( x) f (x)
1 lim f (x) lim F(x) xa F (x) xa f (x)
xk ex

xn ex

xk 1 ex
lim
x
xk ex

lim
x
xk 1 ex
0

lim
x
xn ex

0
用夹逼准则
14
说明:
1) 例6 , 例7 表明 x 时,
ln x,
ex ( 0)
后者比前者趋于 更快 .
例6.
lim

ln x xn
从而
lim f (x) lim f (x) xa F (x) xa F(x)
12
例6. 求

高考培优点 洛必达法则

高考培优点 洛必达法则

跟踪训练 1 若∀x∈[1,+∞),不等式 ln x≤mx-1x恒成立,求实数 m 的 取值范围.
当x=1时,不等式恒成立,m∈R;
当 x>1 时,m≥xx2l-n x1恒成立,
令 h(x)=xx2l-n x1,x>1,

h′(x)=ln
x+1x2-1-2x·xln x2-12
x=x2-x2lxn2-x-1ln2
4.若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止.
lim
x→a
gfxx=lxi→ma
gf′′xx=lxi→ma
gf″″xx,如满足条件,可继续使用洛必达法则.
0 题型一 用洛必达法则处理 型函数
0
例 1 设函数 f(x)=2+sincoxs x.如果对任何 x≥0,都有 f(x)≤ax,求 a 的取值 范围.
思维升华


用洛必达法则处理∞型函数的步骤:(1)分离变量;(2)出现∞型式子;(3)运
用洛必达法则求值.
跟踪训练2 已知函数f(x)=2ax3+x.当x∈(1,+∞)时,恒有f(x)>x3-a, 求a的取值范围.
当x∈(1,+∞)时,f(x)>x3-a恒成立,
即2ax3+x>x3-a恒成立,
12
且 h(x)>h(0)=0,所以 g′(x)=hxx2>0,
从而 g(x)=ex-x 1在(0,+∞)上单调递增,
所以 a≤lim x→0
ex-1 x.
由洛必达法则得lim x→0
g(x)=lim x→0
ex-x 1=lxi→m0
e1x=1,
即当x→0时,g(x)→1,所以g(x)>1,即有a≤1.

高等数学4.1 第一节 洛必达法则

高等数学4.1 第一节  洛必达法则

二、

定理3 如果函数f(x),g(x)满足下列条件:
(1) lim f (x) , lim g(x) ,
x a
xa
(2) 在x a的某邻域内(x a可以除外),f (x)
与g(x)存在,且g(x) 0, (3) lim f (x) 存在(或无穷大),
xa g(x)
(3) lim f (x) 存在(或无穷大), xa g(x)
那么
lim f (x) lim f (x) . x g(x) x g(x)
例5 求 lim ln cot x. x0 ln x

为 型,由洛必达法则有

lim
ln cot x
lim
1 ( csc2 x) cot x
那么
lim f (x) lim f (x). xa g(x) xa g(x)
定理4 如果函数f(x),g(x)满足下列条件:
(1) lim f (x) ,lim g(x) ,
x
x
(2) 在 | x | 足够大时, f (x)与g(x)存在,且g(x) 0,
未定型极限的有效方法——洛必达 (LHospital) 法则.
一、 0 型 0
定理 1 如果f(x)和g(x)满足下列条件:
(1) lim f (x) 0, lim g(x) 0,
x a
xa
(2) 在点a的某邻域内(x a可以除外), f (x)与g(x)
存在, 且g(x) 0, (3) lim f (x) 存在(或无穷大),
x0 ln x x0
1
x
lim x x0 sin x cos x
x
1
lim lim

高等数学洛必达法则

高等数学洛必达法则

x ( 1)
lim x
x
x
1
1 x2

1 x2
x2

lim x 1
x2
lim x
1 1 x2 1

1.
4
例3 求 lxim 1 x3x3x23xx21 . 解 lxi m 1 x3x3x23xx21 00 lxim 1(x(3x3x23xx2)1)
lnsinax xl im0 lnsinbx,(

)
1
定理 设 limf(x)0,limg(x)0,
xa
xa
在 U(aˆ,) 内,f(x),g(x)都存在,且 g(x)0,
f (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx)

lim
xa
g( x)
存在(或无穷大),
则 limf(x)limf(x) xa g(x) xa g(x)
但与其它求极限方法结合使用,效果更好.
10
例9

tanxx lx i m 0 x2 tanx
.

0
原式 lx i0 m taxx n3x 0 lxim0 s
e
c2 x 1 3x2
0

lim
x0
tan2 x 3x2
0 l i m2sec2 xtanx
x0
6x
1
1x
lim( 3x0 c
2.每次使用前都应检查是否为
0 0
,其它两个条件在计算
中可得到检验(是否可导,lim xa
f F
( (
x) x)
是否存在).
3.当x a,x a,x, x , x 时,
该法则仍然成立.
4.xa,x时的未定式

高等数学3.2 洛必达法则

高等数学3.2  洛必达法则
2 22 2
2 22 2 2 22 2
2
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应注意的问题: 1.洛必达法则是求未定式的一种有效方法,但最 好能与其它求极限的方法结合使用。例如能化简时应尽 可能先化简,可以应用等价无穷小替代或重要极限时, 应尽可能应用,这样可以使运算简捷。
tan x x 例 10.求 lim 2 。 x 0 x sin x sec 2 x 1 tan x x tan x x lim lim 解: lim 2 3 x 0 x 0 x sin x x 0 3x 2 x 2 sec 2 x tan x 1 tan x 1 2 lim limsec x 。 x 0 6x 3 x 0 x 3
sin x x sin x lim 1 lim 1 。 x x x x
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“无穷比无穷”型未定式的定值法: ln x 例 5.求 lim n (n>0)。 x x 1 ln x x lim 1 0 解: lim n lim n 1 。 n x nx x x x nx
x 例 6. lim x (n 为正整数,>0)。 x e n(n 1) x n 2 xn nx n 1 lim 解: lim x lim x 2 x x e x e x e n! lim n x 0 。 x e
xn lim 0。 x 0 n
lim x x 。 例 8.求
x 0 x
解: lim x lim e
x 0 x 0
x ln x
e 01(根据例 7)。
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2
原式 lim
t 0
lim
(1 2 t )
1
2
(1 t )
2t
1
2
t 0
lim
(1 2t )
3
2
1 (1 t ) 2
3
2
t 0
2

1 4
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作业 P137 1 (6),(7),(9),(12),(13),(16), 4
第三节 目录
证: 无妨假设 f (a) F (a) 0, 在指出的邻域内任取 则 在以 x, a 为端点的区间上满足柯 西定理条件, 故
f ( x) F ( x) f ( x) f (a) F ( x) F (a) lim
x a

f ( ) F ( )
( 在 x , a 之间)
f ( x) k F ( x) f ( x) lim k lim x a F ( x ) F ( x) x a lim f ( x) k F ( x) F ( x)
x a
k 0 , 可用 1) 中结论
f ( x) lim k x a F ( x )
0 0
洛必达法则
0

f g
1 g 1 g
令 y fg 取对数

0 型
0

1 f


1 f
f g
f
1 g
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思考与练习
1. 设 lim
f ( x) g ( x)
是未定式极限 , 如果
f ( x ) g ( x )
极限
不存在 , 是否
f ( x) g ( x)
1 sin x cos x
解: 原式 lim (
x
2
1 cos x

sin x cos x
) lim
x
2
lim
x
2
cos x sin x
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0
0
取倒数 转化
0
0

通分 转化
0
取对数 转化
1
0

0 型
0
例7. 求 lim x .
lim
f ( x ) k F ( x ) F ( x ) lim f ( x) F ( x)
x a

x a
lim
f ( x) F ( x)
x a
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3) lim
f ( x) F ( x)
x a
时, 结论仍然成立. ( 证明略 )
说明: 定理中 x a 换为
法2 原式 lim n (n 1)
n
1 2
1 n
n
ne
u
1 ln n n
1
lim
e
1 ln n n
1
n
n
1 2
~ e 1 u
ln n n
1 2
lim
1 ln n n
n
n
1 2
lim
n
0
例3 目录 上页 下页 返回 结束
内容小结
0 ,1 , 型
2 4 2 2 2
2
2
解: 原式 = lim
lim
x 0
x 0
lim
x x
2
4
x 0 sec x cos x
lim
2x 4x
3
x 0
sec x tan x
x 2 4x
2 2
lim
x 0
sin x sec x 1

第三节 目录 上页 下页 返回 结束
2
2
2
x 0
lim
x0
tan x 3x
2
sec x 1 tan x
2

1 3
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例9. 求 lim
n
n ( n n 1) .
0型
法1 用洛必达法则 分析: 为用洛必达法则 , 必须改求 lim x ( x 1) .
x
1 2 1 x
但对本题用此法计算很繁 !
lim
x
n
0
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说明:
1) 例3 , 例4 表明 x 时,
ln x ,
e
x
( 0)
后者比前者趋于 更快 .
2) 在满足定理条件的某些情况下洛必达法则不能解决 计算问题 . 例如,
用洛必达法则
例3. lim 而 例4. lim
ln x x
x
n
x 0

x
解: lim x x lim e x ln x
x 0

x 0

利用 例5
e 1
例5 目录 上页 下页 返回 结束
0
例8. 求 lim
tan x x x sin x
2
x 0
.
0 0

解: 注意到
原式 lim
x 0

tan x x x
3
2
lim
sec x 1 3x
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备用题 求下列极限 :
1) lim [ x ln(1 ) x]; x x
2
2
1
2) lim
2
1 x
100

1 x
2
x 0
e
;
3) lim
ln(1 x x ) ln(1 x x ) sec x cos x
2
x 0
.
解: 1)
lim [ x ln(1 ) x] (令 t ) x x x 1 1 ln(1 t ) t lim ln(1 t ) lim 2 2 t 0 t t t 0 t
50 t e
t
49
t
(继续用洛必达法则)
50 ! e
t
lim
t
0
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3)
x 0
lim
ln(1 x x ) ln(1 x x ) sec x cos x ln[(1 x ) x ] sec x cos x ln (1 x x ) sec x cos x
第二节 洛必达法则
一、 型未定式
0 0
第三章
二、 型未定式
三、其他未定式
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函数的性态 微分中值定理 导数的性态 本节研究: 函数之商的极限
转化
(

型)
洛必达法则
导数之商的极限
洛必达 目录
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一、 型未定式
0
0
定理 1.

2) f ( x) 与F ( x) 在 (a )内可导,
f ( ) F ( )
3)
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洛必达法则
推论1. 定理 1 中 x a 换为
xa ,
f ( x ) F ( x )

x ,
之一, 条件 2) 作相应的修改 , 定理 1 仍然成立. 推论 2. 若 lim
理1条件, 则
定理1 目录
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3) lim f ( x ) F ( x)
f ( x) F ( x)
x a
存在 (或为
lim f ( x)
)
x a
lim
x a F ( x )
(洛必达法则)
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定理条件:

2) f ( x) 与F ( x) 在 (a )内可导, f ( x ) 3) lim 存在 (或为 ) x a F ( x )
x 0

解: 原式 lim
x 0
ln x x
n

lim
x 0

nx
lim (
x 0

x
n
n
) 0
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0
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0

通分 转化
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取对数 转化
1
0

例6. 求 lim (sec x tan x) .
x
2

2
sin x ~ x
lim cos x 1
x0
x 0
x sin x
x
3
lim
1 cos x 3x
1 2
x 0
2
1 cos x ~ 1 x 2
2
lim
x
2
x0 3 x
2

1 6
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4. 求 解: 令 t
1 x ,则
1 2t 2 1 t 1 t
n
x
0
0
(n 0) .
(n 0 , 0) .
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