求极限的常用方法

求极限的常用方法
求极限的常用方法

摘要 极限思想是大学课程中微积分部分的基本原理,这显示出极限在高等数学中的重要地位。同时,极限的计算本身也是一个重要内容。 关键词 极限;计算方法

初等数学的研究对象基本上是不变的量,而高等数学的研究对象则是变动的量。极限方法就是研究变量的一种基本方法。极限分为数列的极限和函数的极限,下文研究的是函数的极限,这些方法对于数列的极限同样适用。

1.直接代入数值求极限

例1 求极限1

lim(21)

x x →-

解 1lim(21)2111x x →-=?-=

2.约去不能代入的零因子求极限

例2 求极限11

lim

41--→x x x

解 4221111(1)(1)(1)lim lim lim(1)(1)4

11x x x x x x x x x x x →→→--++==++=-- 3.分子分母同除最高次幂求极限

例3 求极限13lim 3

2

3+-∞→x x x x

3131lim 13lim 3

11323=+-=+-∞→∞→x x

x x x x x

注:一般地,分子分母同除x 的最高次幂有如下规律

???????

=<∞>=++++++----∞→n

m b a n m n m b x b x b a x a x a n

n

m m m m n n n n x 0lim 01101

1

4.分子(母)有理化求极限 例4 求极限)

13(lim 22+-++∞

→x x x

1

3)

13)(13(lim

)13(lim 2222222

2

+++++++-+=+-++∞

→+∞

→x x x x x x x x x x

1

32lim

2

2

=+++=+∞

→x x x

例5

求极限

x →

01)2x x x →→→===

5.应用两个重要极限的公式求极限

两个重要极限是1sin lim

0=→x x

x 和1lim(1)x x e

x →∞+=,下面只介绍第二个公式的例子。

例6 求极限

x

x x x ???

??-++∞→11lim 解 22

21212112111lim 121lim 11lim e

x x x x x x x x

x x

x =????????????? ??-+???? ??+=??? ??-+=??? ??-+--+∞→+∞→+∞→

6.用等价无穷小量的代换求极限

这可以称之为求极限最简便的方法。常见的等价无穷小有:

当0→x 时, sin ~x x ,tan ~x x ,arcsin ~x x ,arctan ~x x ,

2

11cos ~

2x x -,

ln(1)~x x +,1~x e x -

1~x n

例7 求极限0

ln(1)lim

1cos x x x x →+-

02ln(1)lim

lim 211cos 2x x x x x x

x x

→→+?==-.

7.用洛必达法则求极限

00或∞∞

型的极限,可通过洛必达法则来求。 例8 求极限220)sin 1ln(2cos ln lim

x x x x +-→

解 220)sin 1ln(2cos ln lim x x x x +-→x x x

x x x 2sin 12sin 2cos 2sin 2lim 20+--=→

3sin 11

2cos 222sin lim

2

0-=???

??+--=→x x x x x

8.用换底公式ln b b a

a e =求极限

例9 极限0

lim(sin )x

x x +

22002

00cos ln sin sin lim lim

cos cos 1

1lim

lim

ln sin sin 0

lim(sin )lim 1

x x x x x x x x x

x x x x x x x x

x x x x e e e e

e

++

→→++→→++

---→→======

以上这些求极限的方法是最基本的方法,而计算中经常会遇到需要两种甚至更多种方法

的综合运用(上面的例子中就有不少这种情况),所以掌握这些方法是求极限的关键。

参考文献

[1]同济大学数学系.《高等数学》(上册)·第六版[M].高等数学出版社,2010年. [2]华东师大数学系.《数学分析》(上、下册)[M].高等教育出版社,2001年.

[3]张再云,陈湘栋,丁卫平,涂建斌.极限计算的方法与技巧[J].湖南理工学院学 报(自然科学版), 2009年6月第22卷第2期.

[4]李国华.函数极限的几种求法[J].高师理科学刊,第31卷.

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