考研数学:极限计算法则——洛必达法则
洛必达法则公式数学

洛必达法则公式数学洛必达法则公式可是数学里一个相当神奇的工具呢!在咱们探索微积分的奇妙世界时,它就像一把神奇的钥匙,能帮我们打开很多难题的大门。
先来说说啥是洛必达法则公式。
简单来讲,就是在一定条件下,对于形如“分子分母都趋于零或者无穷大”的极限问题,可以通过对分子分母分别求导来计算极限。
这就好比你在爬山,找不到直接上去的路,但是通过巧妙地换个方向、换个方式,就有可能轻松登顶。
我记得有一次给学生们讲这个知识点的时候,有个学生一脸迷茫地看着我,说:“老师,这也太抽象了,感觉没啥用啊。
”我笑了笑,给他出了一道题:求当 x 趋近于 0 时,(sin x)/x 的极限。
他一开始想用常规方法,抓耳挠腮半天也没做出来。
然后我就引导他用洛必达法则,对分子分母分别求导,一下子就得出了答案是 1。
他那惊讶的表情,我到现在都还记得,眼睛瞪得大大的,嘴里直说:“哇,这也太厉害了!”洛必达法则公式的应用场景那可多了去了。
比如说在求解函数的渐近线问题上,它就能大显身手。
还有在一些复杂的物理问题中,涉及到速度、加速度等的计算,也常常能用到它。
咱们来具体看看它的公式形式:如果当 x 趋近于某个值 a 时,函数f(x)和 g(x)都趋近于 0 或者无穷大,那么极限lim(x→a) f(x)/g(x) 就等于lim(x→a) f'(x)/g'(x) ,只要这个右边的极限存在或者为无穷大。
这里的f'(x) 和 g'(x) 分别是 f(x) 和 g(x) 的导数。
可别小看这个公式,虽然看起来简单,但用的时候得小心。
得先判断是不是满足使用条件,要是不满足就乱用,那可就得出错误答案啦。
再比如说,有一次考试出了一道这样的题:求当x 趋近于无穷大时,(x^2 + 2x + 1)/(2x^2 - 3x + 1) 的极限。
有些同学没判断条件就直接用洛必达法则,结果算错了。
其实这道题先把分子分母同时除以 x^2 ,然后再求极限会更简单。
考研数学讲解之洛必达法则失效的情况及处理方法

洛必达法则失效的情况及处理方法【本章定位】此部分内容不需要特别掌握,关键是要用这部分的讲解来让读者记住使用泰勒展开式的重要性!。
洛必达法则是计算极限的一种最重要的方法,我们在使用它时,一定要注意到该法则是极限存在的充分条件,也就是说洛必达法则)()(lim )()(limx g x f x g x f a x a x ''=→→的三个条件: (1)0)(lim =→x f a x (或∞),0)(lim =→x g a x (或∞);(2))(x f 和)(x g 在a x =点的某个去心邻域内可导;(3)A x g x f a x =''→)()(lim(或∞)。
其中第三个条件尤其重要。
其实,洛必达法则的条件中前两条是一望即知的,所以我们在解题过程中可以不用去细说,而第三个是通过计算过程的尝试验证来加以说明的,由于验证结束,结论也出来了,也就更加没有细说的必要了。
所以在利用洛必达法则解题过程中,往往只用式子说话,不必用文字来啰嗦的。
而对于极限问题⎰+∞→x x x x x 0d sin 1lim 来说,因为x x g x f x x sin lim )()(lim +∞→+∞→=''不存在(既不是某个常数,也不是无穷大),而可知洛必达法则的第三个条件得不到验证。
此时,我们只能说洛必达法则对本问题无效,绝对不能因此而说本问题之极限不存在。
实际上,我们利用“将连续问题离散化”的方法来处理,可以断定这个极限是存在的。
【问题1】求极限⎰+∞→x x x x x 0d sin 1lim 。
【解】对于任何足够大的正数x ,总存在正整数n ,使ππ)1(+<≤n x n ,也就是说总存在正整数n ,使r n x +=π,其中π<≤r 0。
这样+∞→x 就等价于∞→n ,所以⎰⎰+∞→+∞→+=r n n x x x x r n x x x ππ00d sin 1lim d sin 1lim ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰⎰+∞→r n n n n x x x x r n ππππd sin d sin 1lim 0ππππ22lim d sin d sin 1lim 00=++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=∞→∞→⎰⎰r n R n t t x x n r n n r n , 这里前面一项注意到了函数x sin 的周期为π,而后面一项作了令t n x +=π的换元处理。
极限洛必达法则

极限洛必达法则极限洛必达法则(L'Hôpital's Rule)是微积分中常用的一种求极限的方法。
它由法国数学家洛必达(Guillaume de L'Hôpital)于1696年提出,并在他的著作《解析几何》中得到了详细阐述。
这个法则在解决一些无法直接求解的极限时非常有用。
洛必达法则的核心思想是将一个不定式的极限转化为两个导数的商的极限。
具体来说,如果我们遇到一个形如0/0或者∞/∞的不定式极限,那么我们可以使用洛必达法则来求解。
该法则指出,当函数f(x)和g(x)在某一点a处都可导,并且在该点的邻域内f(a)=g(a)=0(或者是f(a)=g(a)=±∞)时,如果f'(a)和g'(a)都存在且g'(a)≠0,那么不定式极限lim(x→a) [f(x)/g(x)]就等于lim(x→a) [f'(x)/g'(x)]。
洛必达法则的应用非常灵活,可以解决各种各样的极限问题。
下面我们通过一些例子来说明洛必达法则的具体使用方法。
例1:求极限lim(x→0) [sin(x)/x]。
这个极限在x=0处形如0/0的不定式,我们可以使用洛必达法则。
对于分子sin(x)和分母x,它们在x=0处都可导,并且f(0)=g(0)=0。
计算它们的导数,得到f'(x)=cos(x)和g'(x)=1。
在x=0处,f'(0)=cos(0)=1,g'(0)=1。
根据洛必达法则,我们有lim(x→0) [sin(x)/x] = lim(x→0) [cos(x)/1] = cos(0)/1 = 1。
例2:求极限lim(x→∞) [x/sqrt(x^2 + 1)]。
这个极限在x=∞处形如∞/∞的不定式,同样可以使用洛必达法则。
对于分子x和分母sqrt(x^2 + 1),它们在x=∞处都可导,并且f(∞)=g(∞)=∞。
考研数学极限七种运算方法及适用情况

考研数学极限七种运算方法及适用情况考研数学极限七种运算方法及适用情况
除定义本身以外,极限的趋近状态也要注意区分,对于函数来说有六种趋近状态:各自的含义要非常清楚,而数列只有一种趋近状态,虽然没有指明,但是数列里边的.隐含之意为。
极限的计算则需要首先掌握考研数学要考到的七种基本方法,知道七种方法适用的情况。
第一种是四则运算,此方法大家最为熟悉,但比较容易出错,
需要注意使用四则运算的前提是进行运算的函数极限必须都是存在的;
第三种是洛必达法则,适用于及型未定式,在使用的过程中需
要注意一下几点:
1、洛必达法则必须结合等价无穷小使用;
2、使用一次整理一次;
3、其他类型未定式需要转化成及型才可以使用洛必达法则等;
第四种是泰勒展式,这是解决极限问题的利器,在基础阶段不
必要求掌握如何使用,只需了解泰勒展式的内容即可,具体使用原
则会在强化阶段给出;
第五种是夹逼定理,主要用于解决含有不等式关系的极限问题,特别应用于个分式之和的数列极限问题,通过放缩分母来达到出现
不等关系的目的;
第六种是定积分的定义,与夹逼定理相区别,夹逼定理解决的
问题放缩分母后分子可用一个式子去表示,而定积分的定义可解决
夹逼定理不能解决的问题,通过主要的三步:1、提取,2、凑出,3、
极限符号及连加符号改写为,改写为,改写为计算定积分即可解决个分式之和的数列极限问题;
第七种方法是适用于数列极限的单调有界性定理,难点在于如何确定证明方向,一般单调有界性定理适用于由递推公式给出的数列极限问题,因此可采取数学归纳法证明有界性,做差的办法证明单调性。
洛必达法则求极限使用条件

洛必达法则求极限使用条件洛必达法则是求极限的一种方法,它能够帮助我们确定当自变量趋于某个值时,函数的极限值。
洛必达法则的使用条件包括以下几点:1.函数必须是可导函数:洛必达法则基于导数的概念,因此要使用该法则,函数必须是可导函数。
这意味着函数在极限点的附近必须存在导数。
2.极限点存在:洛必达法则适用于当自变量趋于某个特定值时的情况。
因此,在使用该法则之前,需要验证极限点是否存在。
3.极限不存在或者是不确定形式:洛必达法则的目的是求函数的极限值,因此只有在极限不存在或者无法计算的时候才需要使用该法则。
如果极限已经可以通过其它方法确定,那么就不需要使用洛必达法则。
以上是洛必达法则的使用条件。
下面将详细介绍洛必达法则的具体步骤和一些例子。
首先,洛必达法则主要通过比较函数的导数来确定极限。
具体来说,洛必达法则可以表述为如下形式:设函数f(x)和g(x)在点a的某个去心邻域内可导,并且在x=a处极限存在。
如果分别满足以下条件:1. lim[x→a]f(x) = 0且lim[x→a]g(x) = 02. lim[x→a]f'(x)和lim[x→a]g'(x)存在(即函数f(x)和g(x)的导数在极限点a上存在)3. lim[x→a]g'(x) ≠ 0 (即函数g(x)的导数在极限点a上不等于零)那么,可以得出以下结论:lim[x→a]f(x)/g(x) =lim[x→a]f'(x)/g'(x)也就是说,如果满足上述条件,我们可以通过求两个函数导数的极限比值来确定函数f(x)和g(x)在极限点a上函数值的极限。
接下来,我们通过一些具体的例子来进一步说明洛必达法则的使用。
例子1:设f(x) = sin(x),g(x) = x,求当x趋于0时,f(x)/g(x)的极限。
根据洛必达法则的使用条件,我们先来计算f'(x)和g'(x)。
f'(x) = cos(x)g'(x) = 1当x趋于0时,f'(x) = cos(0) = 1,g'(x) = 1因此,根据洛必达法则,lim[x→0]sin(x)/x =lim[x→0]cos(x)/1 = cos(0) = 1所以,当x趋于0时,sin(x)/x的极限为1。
洛必达法则求极限方法

洛必达法则求极限方法洛必达法则是一种在数学中用于求某变量极限的方法,它是求极限的经典方法,并得到了广泛应用。
下面我们就来介绍这种求极限的方法。
洛必达法则的基本原理是,如果存在某个变量x,满足x的增长速度趋于某个数字a,当x趋向于某一值时,其对应的极限就等于a。
换言之,用洛必达法则我们可以根据x增长速度趋于a时求出它的极限。
根据洛必达法则,我们可以将求极限的问题分为三步:1、首先,选取一个正数Δx,求出在Δx给定的情况下,极限值a的大小;2、然后,再将Δx取更小的值,比如Δx/2,求出新的极限值;3、最后,不断缩小Δx,最终Δx等于0时,得到的极限值即为最终结果。
洛必达法则可以用来求几乎所有表达式的极限,包括单个变量的函数极限和多个变量的函数极限,但前提是要求出极限的变量是逐步变化的。
比如说我们想要求出函数f(x) = x^2 + 10x + 20在x趋于4时的极限,则可以如下操作:1、首先选取Δx = 0.1,令x = 4 + 0.1及x = 4 - 0.1,得出f(4+0.1)=60.21,f(4-0.1)=55.79,即此时的极限值为58;2、接着选取Δx = 0.01,令x = 4 + 0.01及x = 4 - 0.01,得出f(4+0.01)=58.08,f(4-0.01)=57.92,即此时的极限值为58;3、最后再选取Δx = 0.001,令x = 4 + 0.001及x = 4 - 0.001,得出f(4+0.001)=57.998,f(4-0.001)=58.002,即此时的极限值也为58,因而,最终这里的极限值等于58,即函数f(x)在x趋于4时的极限值也等于58。
由此可见,洛必达法则是一种很实用的求极限方法,它能够快速有效地求出函数的极限值。
因此,在许多数学应用中都会用到这一方法。
浅析洛必达法则在考研数学中的运用

浅析洛必达法则在考研数学中的运用洛必达法则在考研数学中的重要性不可忽视。
这个法则为求解函数的极限提供了另一种有效的方法,也是数学分析中的一种重要工具。
掌握洛必达法则不仅可以帮助考生解决各类极限问题,还可以在求解函数的导数、积分等问题中发挥作用。
本文将通过介绍洛必达法则的基本概念、运用及技巧,帮助考生更好地理解并掌握这一重要工具。
洛必达法则,也称为洛必达定理,是指当一个函数趋近于无穷大时,如果函数的倒数也趋近于无穷大,则函数的商也趋近于无穷大。
这个法则是由法国数学家洛必达在他的著作《无穷小分析》中首次提出的。
简单来说,洛必达法则就是求导数的商的极限。
在考研数学中,洛必达法则的应用非常广泛。
在判断极限问题中,考生可以通过使用洛必达法则来验证极限是否存在,并求出其具体值。
例如,对于函数f(x)在x=0处趋近于无穷大,且f'(x)在x=0处也存在,则可以使用洛必达法则来求lim x→0 f(x) / g(x)的值。
在求极限问题中,考生可以利用洛必达法则来对函数进行求导或积分,从而得到函数的极限。
在讨论函数的连续性问题中,洛必达法则也发挥了重要作用。
例如,对于函数f(x)在x=0处连续,且f'(x)在x=0处存在,则可以使用洛必达法则来求lim x→0 f'(x)的值,从而得到函数在x=0处的导数值。
为了更好地运用洛必达法则,考生需要掌握一些技巧。
考生要学会选择合适的解题方法。
对于一些简单的极限问题,可以直接运用洛必达法则来求解;而对于一些较为复杂的问题,可能需要先进行化简、变形等操作,再使用洛必达法则。
考生要学会如何快速锁定答案。
在使用洛必达法则时,考生可以通过观察待求极限的函数形式,来判断是否可以使用洛必达法则。
例如,对于形如lim x→∞ f(x) / g(x)的极限问题,如果f'(x)和g'(x)都存在,那么就可以考虑使用洛必达法则来求解。
洛必达法则是考研数学中的重要内容,对于求解函数的极限、导数、积分等问题都有很大的帮助。
洛必达法则的内容

洛必达法则
一、洛必达法则的基本形式
洛必达法则是微积分中的一个重要定理,用于解决0/0或无穷/无穷的极限问题。
其基本形式为:如果函数f(x)和g(x)满足以下条件:
1. f(x)和g(x)在某点a的某个邻域内可导;
2. g'(x)不等于0;
3. 存在一个实数点b,使得f(b)=0;
4. 存在一个实数点c,使得g(c)=0。
那么,当x趋近于a时,f'(x)/g'(x)的极限等于f(a)/g(a)。
二、洛必达法则的推导过程
洛必达法则的推导过程涉及到极限、导数和微分的知识。
其证明过程为:根据泰勒公式,f(x)和g(x)都可以展开为泰勒级数,然后通过比较系数,可以证明f'(x)/g'(x)的极限等于f(a)/g(a)。
三、洛必达法则的应用范围
洛必达法则可以应用于解决0/0或无穷/无穷的极限问题。
具体来说,当分母或分子为无穷大时,可以通过求导数的方法来解决极限问题。
此外,洛必达法则还可以应用于一些其他类型的极限问题,例如求定积分、不定积分等。
四、洛必达法则的局限性
虽然洛必达法则是微积分中的一个重要定理,但是它也存在一些局限性。
首先,洛必达法则只适用于0/0或无穷/无穷的极限问题,对于其他类型的极限问题无法应用。
其次,在使用洛必达法则时需要注意满足其前提条件,否则可能导致错误的结果。
此外,洛必达法则也无法应用于一些复杂的极限问题,例如涉及到多个变量或多个函数的极限问题。
因此,在使用洛必达法则时需要结合其他方法来解决复杂的极限问题。
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考研数学:极限计算法则——洛必达法则
洛必达法则是计算极限最常用的方法之一,也是历年考研数学的一个高频考点,不仅能算出具体函数的极限,对于抽象函数求极限也同样适用。
在大学阶段,同学们最喜欢一洛到底,但是洛必达法则也是有底线的,并不是所有的极限都能用洛必达求出来,接下来就介绍一下洛必达法则,正确认识洛必达,才可以理解其定理及科学有效地使用,吃透定理后进而找到它们的解题思路,才不至于在做这一题型时感到无从下手。
一、关于洛必达法则
洛必达法则有两类,分别是x a →和x →∞,现归为一种情况x → 进行介绍,定理如下:设(),)f x g x (满足ⅰ)()0lim ()0x f x g x →= 或∞∞ⅱ)(),)f x g x (在 的某去心邻域内可导且()0
g x '≠ⅲ)()lim ()
x f x g x →'' 存在或为∞则有()()lim lim .()()x x f x f x g x g x →→'='
关于该法则需要注意的有两点:
①在使用洛必达法则时一定要注意检验条件,三个条件缺一不可,否则很容易得到错误的结果;②使用洛必达法则之前一定先对极限式化简(等替或者四则运算的函数分解).
二、下面分别对每个条件进行分析:对于条件一,只需保证极限是00或∞∞
的分式形式;对于条件二,需保证可导性,当已知极限式中的函数存在n 阶导数时,只能使用洛必达法则至出现1n -阶导数(如至n 阶,不能保证连续性),最后一步一般凑导数的定义;当已知极限式中的函数存在n 阶连续导数时,可以使用洛必达法则至出现n 阶导数。
例:已知
()f x 二阶可导,求20))2)lim .h f x h f x h f x h →++--(((解:2
00000))2)
lim ))lim 2)()())lim 21)()1)()lim lim 22().
h h h h h f x h f x h f x h f x h f x h h
f x h f x f x f x h h
f x h f x f x h f x h h
f x →→→→→++--''+--=''+-+--=''+---=+-''=(((((((((分析:二阶可导,可洛至一阶,之后凑二阶导数定义;
若该题中,已知
()f x 二阶连续可导,解题过程如下;解:2
000))2)
lim ))lim 2))lim 2
().
h h h f x h f x h f x h f x h f x h h
f x h f x h f x →→→++--''+--=''''++-=''=(((((((对于条件三,需保证求导之后的极限必须存在或为∞(后者情况较少),即当()lim ()x f x A
g x →'='
或∞时,方可使用洛必达。
易错点如下:()lim ()x f x g x →'' 不存在,不能()lim ()
x f x g x →⇒ 不存在;()lim x f x → 存在,不能()lim x f x →'⇒' 存在;正确说法为:()lim ()x f x g x → 存在()lim .()x f x g x →'⇒≠∞'
例:已知当0x →时,有2sin ln(1b ),x ax
x x -- 求,.a b 解:由题可知,2300sin sin lim lim 1,ln(1b )x x x ax x ax x x bx
→→--==--即201cos lim
,3x a ax bx
→-≠∞-可得1;a =即2220011cos 12lim lim 1,336x x x x bx bx b →→-==-=--可得1.b =-注:①当()
lim ()x x x αβ→ 存在且lim ()0x x β→= ,则lim ()0x x α→= ;当()lim 0()x x c x αβ→=≠ 且
lim ()0,x x α→= 则lim ()0x x β→=
;②当极限式中有两个或两个以上的未知参数时,则一般先保证极限存在,从而确定一部分参数值,再求出极限值,进而确定其余的参数。
仔细理解上述知识点,无论是对具体函数还是抽象函数求极限使用洛必达法则都需要检验条件,缺一不可。
所以在应用洛必达法则时一定要慎重,切忌一遇到
00或∞∞型极限就不管不顾,盲目的一洛到底,对于一些求导后形式复杂的函数例如:arcsin x 2
1x +等,多次求导后,不但计算效率低而且出错率极高,对于这种情况应该优先考虑用等价无穷小替换化简后再进行求导,还可以考虑利用泰勒公式进行求解,在实际考研中极限的计算类问题也往往会考察到多种方法、环环相扣,而洛必达法则也往往只是其中的一环,在考研的道路上,成功的目标只有一个,但成功的方法却可以有很多,各位同学虽然选择的方法各个不同,但希望大家都可殊途同归,成功考入自己理想的学校。