第一篇:河南专升本高数极限常用方法汇总
耶鲁专升本 www.feisuxs 河南专升本高数极限常用方法汇总
极限是河南专升本高数的常考题型,因此在复习这个知识点的时候一定把这个知识点概念和相关的解题方法都能掌握住。下面耶鲁小编把求解极限最常用的几种方法整理汇总分项给大家,希望大家认真的学一下,做好记录。
(1)利用四则运算法则求极限;
(2)利用两个重要极限求极限;
(3)利用等价无穷小替换求极限;
(4)分解因式,约去使分母极限为零的公因式;
(5)乘以共轭根式,约去使分母极限为零的公因式;
(6)通分法(适用于00-00 型);(00表无穷)
(7)利用分子,分母同除以自变量的最高次幂,求00/00 形式的极限;
(8)利用函数的连续性求极限;
(9)利用无穷小量的性质求极限;
(10)利用两边夹逼法则求极限;
(11)利用洛必达法则求极限
求极限是专升本考试中的热点,不管是填空选择,还是解答题。然而考试中多以考查综合方法为主。做好这些题目的前提就是掌握最基本的方法及其适用的题目类型。希望以上耶鲁小编整理的方法能帮助大家都能顺利的解决极限难题!
第二篇:高数极限
1.代入法, 分母极限不为零时使用.先考察分母的极限,分母极限是不为零的常数时即用此法.【例1】lim[x-->√3](x^2-3)/(x^4+x^2+1)lim[x-->√3](x^2-3)/(x^4+x^2+1)=(3-3)/(9+3+1)=0 【例2】lim[x-->0](lg(1+x)+e^x)/arccosx lim[x-->0](lg(1+x)+e^x)/arccosx =(lg1+e^0)/arccos0 =(0+1)/1 =1 2.倒数法,分母极限为零,分子极限为不等于零的常数时使用.【例3】 lim[x-->1]x/(1-x)∵lim[x-->1](1-x)/x=0 ∴lim[x-->1] x/(1-x)= ∞ 以后凡遇分母极限为零,分子极限为不等于零的常数时,可直接将其极限写作∞.3.消去零因子(分解因式)法,分母极限为零,分子极限也为零,且可分解因式时使用.【例4】 lim[x-->1](x^2-2x+1)/(x^3-x)lim[x-->1](x^2-2x+1)/(x^3-x)=lim[x-->1](x-1)^2/[x(x^2-1)=lim[x-->1](x-1)/x =0 【例5】lim[x-->-2](x^3+3x^2+2x)/(x^2-x-6)lim[x-->-2](x^3+3x^2+2x)/(x^2-x-6)= lim[x-->-2]x(x+1)(x+2)/[(x+2)(x-3)] = lim[x-->-2]x(x+1)/(x-3)=-2/5 【例6】lim[x-->1](x^2-6x+8)/(x^2-5x+4)lim[x-->1](x^2-6x+8)/(x^2-5x+4)= lim[x-->1](x-2)(x-4)/[(x-1)(x-4)] = lim[x-->1](x-2)/[(x-1)=∞
【例7】lim[h-->0][(x+k)^3-x^3]/h lim[h-->0][(x+h)^3-x^3]/h = lim[h-->0][(x+h)–x][(x+h)^2+x(x+h)+h^2]/h = lim[h-->0] [(x+h)^2+x(x+h)+h^2] =2x^2 这实际上是为将来的求导数做准备.4.消去零因子(有理化)法,分母极限为零,分子极限也为零,不可分解,但可有理化时使用.可利用平方差、立方差、立方和进行有理化.【例8】lim[x-->0][√1+x^2]-1]/x lim[x-->0][√1+x^2]-1]/x = lim[x-->0][√1+x^2]-1] [√1+x^2]+1]/{x[√1+x^2]+1]} = lim[x-->0][ 1+x^2-1] /{x[√1+x^2]+1]} = lim[x-->0] x / [√1+x^2]+1] =0 【例9】lim[x-->-8][√(1-x)-3]/(2+x^(1/3))lim[x-->-8][√(1-x)-3]/(2+x^(1/3))=lim[x-->-8][√(1-x)-3] [√(1-x)+3] [4-2x^(1/3)+x^(2/3)] ÷{(2+x^(1/3))[4-2x^(1/3)+x^(2/3)] [√(1-x)+3]} =lim[x-->-8](-x-8)[4-2x^(1/3)+x^(2/3)]/{(x+8)[√(1-x)+3]} =lim[x-->-8] [4-2x^(1/3)+x^(2/3)]/[√(1-x)+3] =-2 5.零因子替换法.利用第一个重要极限:lim[x-->0]sinx/x=1,分母极限为零,分子极限也为零,不可分解,不可有理化,但出现或可化为sinx/x时使用.常配合利用三角函数公式.【例10】lim[x-->0]sinax/sinbx lim[x-->0]sinax/sinbx = lim[x-->0]sinax/(ax)*lim[x-->0]bx/sinbx*lim[x-->0]ax/(bx)=1*1*a/b=a/b 【例11】lim[x-->0]sinax/tanbx lim[x-->0]sinax/tanbx = lim[x-->0]sinax/ sinbx*lim[x-->0]cosbx =a/b 6.无穷转换法,分母、分子出现无穷大时使用,常常借用无穷大和无穷小的性质.【例12】lim[x-->∞]sinx/x ∵x-->∞ ∴1/x是无穷小量 ∵|sinx|∞]sinx/x=0 【例13】lim[x-->∞](x^2-1)/(2x^2-x-1)lim[x-->∞](x^2-1)/(2x^2-x-1)= lim[x-->∞](1-1/x^2)/(2-1/x-1/ x^2)=1/2 【例14】lim[n-->∞](1+2+……+n)/(2n^2-n-1)lim[n-->∞](1+2+……+n)/(2n^2-n-1)=lim[n-->∞][n(n+1)/2]/(2n^2-n-1)=lim[n-->∞][(1+1/n)/2]/(2-1/n-1/n^2)=1/4 【例15】lim[x-->∞](2x-3)^20(3x+2)^30/(5x+1)^50 lim[x-->∞](2x-3)^20(3x+2)^30/(5x+1)^50 = lim[x-->∞][(2x-3)/(5x+1)]^20[(3x+2)/(5x+1)]^30 = lim[x-->∞][(2-3/x)/(5+1/ x)]^20[(3+2/ x)/(5+1/ x)]^30 =(2/5)^20(3/5)^30=2^20*3^30/5^50
第三篇:高数_极限
求函
摘要: 本文就关于求函数极限的方法和技巧作了一个比较全面的概括、综合。
关键词:函数极限
引言
在数学分析与微积分学中,极限的概念占有主要的地位并以各种形式出现而贯穿全部内容,因此掌握好极限的求解方法是学习数学分析和微积分的关键一环。本文就关于求函数极限的方法和技巧作一个比较全面的概括、综合,力图在方法的正确灵活运用方面,对读者有所助益。
主要内容
一、求函数极限的方法
1、运用极限的定义 例: 用极限定义证明: limx3x2x22x21
证: 由 x23x2x21x24x4x2
x22x2x2
0 取 则当0x2 时,就有
x23x2x21
由函数极限定义有: 2limx3x2x2x21
2、利用极限的四则运算性质
若 limf(x)A limg(x)B
xx0xx0(I)limf(x)g(x) limf(x)xxlimg(x)AB
0xx0xx0(II)limf(x)g(x)limf(x)limg(x)AB
xx0xx0xx0(III)若 B≠0 则:
limlimf(x)xf(x)0Axxg(x)x0limxxg(x)B
0IV)limcf(x)climf(x)cA(c为常数)
xx0xx0上述性质对于x,x,x时也同样成立
(
例:求 limx3x5x422 2x2解: limx3x523255x2x4=
242
3、约去零因式(此法适用于xx0时,00型例: 求32limxx16x20x37x216x12
x2解:原式=limx33x210x(2x26x20)x2x35x26x(2x210x12)
lim(x2)(x23x10)(x2)(x x225x6)=(x2lim3x10)5)(x2)x2(x25x6)=
xlim(x2(x2)(x3)=x5x37
xlim
24、通分法(适用于型)例: 求 lim(41x24x22x)
解: 原式=lim4(2x)(2x)(2x)
x2=lim(2x)(2x)(2x)
x23
=
=lim12xx214
5、利用无穷小量性质法(特别是利用无穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质)
设函数f(x)、g(x)满足:(I)limf(x)0
xx0(II)g(x)M(M为正整数)则:limg(x)f(x)0
xx0例: 求 limxsin1x
x0 解: 由 lim0 而 sin1x1
x0x故 原式 =limxsin1x0x0
6、利用无穷小量与无穷大量的关系。
(I)若:limf(x) 则 lim1f(x)0
(II)若: limf(x)0
且
f(x)≠0 lim1f(x)
例: 求下列极限 ① lim1lim1xx5 ②x1x1
则4
解: 由 lim(x5) 故 limx1x5x0
由 lim(x1)0
故
x1lim1x1x1=
7、等价无穷小代换法
设,',,' 都是同一极限过程中的无穷小量,且有:
'' 则 lim~,~,lim'' 存在,= lim'' 也存在,且有lim1cosxxsinx222
例:求极限lim 解: sinx22x0
2~x, 1cosx~(x)222
(x) lim221cosxxsinx222x0=
12222xx
注: 在利用等价无穷小做代换时,一般只在以乘积形式出现时可以互换,若以和、差出现时,不要轻易代换,因为此时经过代换后,往往改变了它的无穷小量之比的“阶数”
8、利用两个重要的极限。
(A)limsinx1(B)lim(11x0xx)xex
但我们经常使用的是它们的变形:
(A')limsin(x)(x)1,((x)0)
(B')lim(11x))(x)(e,((x))例:求下列函数极限
x(1)、lima1(2)、limlncosaxx0xlncosbx
x0x1u,则 xln(1u)ax 解:(1)令a1alna 于是xulnln(1u)又当x0时,u0x故有:lima1lnax0xlimulnau0ln(1u)limlnau0ln(1u)limu01lnauln(1u)u(2)、原式limln[(1(cosax1)]ln[1(cosbx1)]
x0limln[(1(cosax1)]cosbxx0cosax11cosax1 ln[1(cosbx1)]cosbx1limcosbx1x0cosax1
2sin2sinlimx02a2x)2x(bx)222b2xlimxx0(a222sin2sin(b222ba2ax(x)222b
x)
9、利用函数的连续性(适用于求函数在连续点处的极限)。
(i)若f(x)在xx0处连续,则(ii)若f[(x)]是复合函数,又f(u)在ua处连续,则xx0xx0limf(x)f(x0)xx0lim(x)a且xx0
limf((x))f[lim(x)]f(a)例:求下列函数的极限
(1)、limecosx51xln(1x)2xx0
(2)
f(x)ecosx5xln1(x)limx0x
解:由于x0属于初等函数故由函数的连续性定义limecosx51xln(1x)ln(1x)x12x1xln(1x)2的定义域之内。有:f(0)61x0
(2)、由ln(1x)x令x(1x)x故有:limln(1x)x11x0limln(1x)xln(lim(1x)x)lne1x0x010、变量替换法(适用于分子、分母的根指数不相同 的极限类型)特别地有:
llimxkn1x1mlnk m、n、k、l 为正整数。
xm1例:求下列函数极限 ① lim11nmxxx1(m、n N)②lim(2x3)
x1x2x1 解: ①令 t=原式=limt1mnx 则当x1 时 t1,于是
mn1t1tlim(1t)(1ttt(1t)(1ttt22x12)x12m1n1))t12mn
②由于lim(2x3)=lim(1x1x2x1x
令:2x11 则 x111
2ttlim(x2x32x1)x1=lim(1x22x11t)x1=lim(1t)t0111t2
=lim(1t)t0lim(1t)2e1e
t0
11、利用函数极限的存在性定理
定理: 设在x的某空心邻域内恒有 g(x)≤f(x)≤0h(x)且有: limxx0g(x)limh(x)A
xx0 则极限 lim
xx0f(x)
存在, 且有
xx0limf(x)A
xanx例: 求 limx(a>1,n>0)解: 当 x≥1 时,存在唯一的正整数k,使 k ≤x≤k+1 于是当 n>0 时有:
xanx(k1)akakn
kank及
xanxnk11a
又 当x时,k 有 lim(k1)akaknklim(k1)akankk1nka0a0
及 lim nkk1 lim=0 k1a01a0
xlimxanx
12、用左右极限与极限关系(适用于分段函数求分段点处的极限,以及用定义求极限等情形)。定理:函数极限lim左极限lim xx0xx0f(x)存在且等于A的充分必要条件是
A。即有: f(x)及右极限limf(x)都存在且都等于
xx0
limf(x)Alimx)=A xxxxf(x)=limf(00xx012ex,x0例:设f(x)=xx,0x1 求limf(x)及limf(x)xx0x1x2,x1解:limxf(x)lim(12e)1x0x0limx)limxx)limx1)1x0f(x0(xx0(由limx)limx)1x0f(x0f(limf(x)1
x0又limxxf(x)limlim(x1)0x1x1xx1 lim(x)lim21x1fxx1
由f(10)f(10)lim1f(x)不存在x13、罗比塔法则(适用于未定式极限)定理:若
(i)limxxf(x)0,limg(x)00xx0(ii)f与g在xu0(x'0的某空心邻域0)内可导,且g(x)0(iii)limf'(x)xxg'(x)A(A可为实数,也可为或),则
0limf(x)limf'(x)xx0g(x)xxg'(x)A0此定理是对00型而言,对于函数极限的其它类型,均有类似的法则。
注:运用罗比塔法则求极限应注意以下几点:
1、要注意条件,也就是说,在没有化为0,时不可
0求导。
2、应用罗比塔法则,要分别的求分子、分母的导数,而不是求整个分式的导数。
3、要及时化简极限符号后面的分式,在化简以后检查是否仍是未定式,若遇到不是未定式,应立即停止使用罗比塔法则,否则会引起错误。
4、当limf(x)g(x)''xa 不存在时,本法则失效,但并不是说极限不存在,此时求极限须用另外方法。
例: 求下列函数的极限 ①lime(12x)ln(1x)2x12x0 ②lime(12x)12x12lnxxax(a0,x0)
解:①令f(x)=
f(x)e(12x)'x, g(x)= ln(1x)
2, g“'(x)2x1x2
2f(x)e(12x)”x32,g(x)2(1x)(1x)'22
由于但f “f(0)f(0)0,g(0)g(0)0”'
(0)2,g(0)2
从而运用罗比塔法则两次后得到
lime(12x)ln(1x)2x12x0lime(12x)2x1x2x12x0lime(12x)2(1x)(1x)222x32x0221
② 由lim法则有: xlnx,limxxa 故此例属于型,由罗比塔1xlimlnxxalimxaxa1xlim1axax0(a0,x0)
14、利用泰勒公式
对于求某些不定式的极限来说,应用泰勒公式比使用罗比塔法则更为方便,下列为常用的展开式:
1、ex1xx22!x3xnn!o(x)
n2、sinxx3!x2x55!x4(1)n1x2n1(2n1)!no(x2n)
3、cosx12!4!2(1)x2n(2n)!o(x2n1)
4、ln(1x)x
5、(1x)
6、11xx2(1)n1xnno(x)n
n!xo(x)nn1x2(1)2!xnn2(1)(n1)
1xxxo(x)n
上述展开式中的符号o(x)都有:
nlimo(x)x0xn0
例:求lima2xaxx(a0)
x0解:利用泰勒公式,当x0 有
1x1x2o(x)
于是 lima2xax0x
x=a(12xlima1xa)0x
xa1(2x)o(x)11x=1lim2a2ao(x)0x
x(x)=ax(x)1lim2aoxlim2axox0x1
x02a
15、利用拉格朗日中值定理 定理:若函数f满足如下条件:(I)f 在闭区间上连续(II)f 在(a ,b)内可导 则在(a ,b)内至少存在一点,使得f'()f(b)f(a)ba
此式变形可为: f(b)f(a)baf(a(ba))(01)'
例: 求 limxeexsinxx0xsinx
解:令f(x)e 对它应用中值定理得
eexsinxf(x)f(sinx)(xsinx)f(sinx(xsinx))(01)''即: eexsinxxsinx'f(sinx(xsinx))(01)
f(x)e'x连续
'limf(sinx(xsinx))f(0)1
x0从而有: limeexsinxx0xsinx1
16、求代数函数的极限方法(1)有理式的情况,即若: R(x)P(x)Q(x)a0xmna1xm1n1ambnb0xb1x(a00,b00)
(I)当x时,有
mnm1n1limP(x)Q(x)xlima0xa1xambnxb0xb1xa0 mnb00 mn mn
(II)当x0 时有:
①若Q(x②若Q(x③若Q(x0)0 则 lim0P(x)Q(x)x0P(x0)Q(x0)
P(x)Q(x))0 而 P(x0)0 则lim0
x0)0,P(x0)0,则分别考虑若x0)P1(x)s为P(x)0的s重根,即:P(x)(xx0 也为Q(x)0的r重根,即: Q(x)(xx0)Q1(x)r 可得结论如下:
0 , srsr(xx0)P1(x)P1(x0)P(x)limlim , sr xx0Q(x)xx0Q1(x)Q1(x0) ,sr例:求下列函数的极限
①lim(2x3)20(3x2)5030x(2x1)②limx3x2x4x343x1
解: ①分子,分母的最高次方相同,故
lim(2x3)20(3x2)5030x(2x1)3=
220350302330()2
②P(x)x43x2,P(1)0
Q(x)x4x3,Q(1)0
P(x),Q(x)必含有(x-1)之因子,即有1的重根 故有: limx3x2x4x343x1lim(x1)(x2)(x1)(x2x3)222x1limx2x2x32x112
(2)无理式的情况。虽然无理式情况不同于有理式,但求极限方法完全类同,这里就不再一一详述.在这里我主要举例说明有理化的方法求极限。
例:求lim解: limxx(xxxxx)
(xxxxx)
limxxxxxxxx1x1x3xxlim
xxxx1limx11211x
二、多种方法的综合运用
上述介绍了求解极限的基本方法,然而,每一道题目并非只有一种方法。因此我们在解题中要注意各种方法的综合运用的技巧,使得计算大为简化。例:求 lim1cosxxsinx222x0
[解法一]: lim1cosxxsinx222x0
lim2xsinx2222x02xxcosx2xsinxsinx2
limsinx2222x0xcosxsinx
limx22x0cosxsinxx22=1
2注:此法采用罗比塔法则配合使用两个重要极限法。
[解法二]: lim1cosxxsinx222x0=lim2sin2x2x02lim22x0xsinxsinxx2221sinxx22sin2x22122x2
2注:此解法利用“三角和差化积法”配合使用两个重要
极限法。
[解法三]: lim1cosxxsinx222x0lim1cosxxx222x0lim2xsinx4x32x02xsinxlim2x04xx212
注:此解法利用了两个重要极限法配合使用无穷小代换
法以及罗比塔法则
[解法四]:
(x)lim1cosxxsinx222x022lim1cosxx42x0x22sinxlimx024xx22sinx12
注:此解法利用了无穷小代换法配合使用两个重要极限的方法。
[解法五]: 1cosxxsinx2222sinlimx02x2limx02lim2lim242222x0x(x)x0xsinxx2(x2)21x412
注:此解法利用“三角和差化积法”配合使用无穷小代换法。
[解法六]: 令ux 2lim1cosxxsinx222x0limcosu1cosuusinuu0lim12sinusinuucosuu0
limu0cosucosuusinu注:此解法利用变量代换法配合使用罗比塔法则。
[解法七]: lim1cosxxsinx222x0limsinx2222x0xcosxsinxlim11x22x012
tgx注:此解法利用了罗比塔法则配合使用两个重要极限。
(作者: 黄文羊)
第四篇:高数极限
极限分为 一般极限(发散的),还有个数列极限(前者的一种),解决极限的方法如下 1 等价无穷小的转化,(只能在乘除时候使用,但是不是说一定在加减时候不能用 但是前提是必须证明拆分后极限依然存在)e的X次方-1 或者(1+x)的a次方-1等价于Ax 等等。全部熟记(x趋近无穷的时候还原成无穷小)
2洛必达 法则(大题目有时候会有暗示 要你使用这个方法)
首先他的使用有严格的使用前提!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,当然n趋近是x趋近的一种情况而已,是必要条件(还有一点 数列极限的n当然是趋近于正无穷的 不可能是负无穷!)必须是 函数的导数要存在!(假如告诉你g(x), 没告诉你是否可导,直接用无疑于找死!)必须是 0比0 无穷大比无穷大!;当然还要注意分母不能为0
洛必达 法则分为3种情况
(1)0比0 无穷比无穷 时候 直接用 ;(2)0乘以无穷 无穷减去无穷(应为无穷大于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 这样就能变成1中的形式了;(3)0的0次方 1的无穷次方 无穷的0次方
对于(指数幂数)方程 方法主要是取指数还取对数的方法,这样就能把幂上的函数移下来了,就是写成0与无穷的形式了,(这就是为什么只有3种形式的原因,LNx两端都趋近于无穷时候他的幂移下来趋近于0 当他的幂移下来趋近于无穷的时候 LNX趋近于0)3泰勒公式(含有e的x次方的时候,尤其是含有正余旋 的加减的时候要 特变注意!)E的x展开 sina 展开 cos 展开 ln1+x展开(对题目简化有很好帮助)
4面对无穷大比上无穷大形式的解决办法取大头原则 最大项除分子分母!5无穷小于有界函数的处理办法
面对复杂函数时候,尤其是正余旋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(主要对付的是数列极限!)
这个主要是看见极限中的函数是方程相除的形式,放缩和扩大。
7等比等差数列公式应用(对付数列极限)(q绝对值符号要小于1)
8各项的拆分相加(来消掉中间的大多数)(对付的还是数列极限)
可以使用待定系数法来拆分化简函数
9求左右求极限的方式(对付数列极限)例如知道Xn与Xn+1的关系,已知Xn的极限存在的情况下,xn的极限与xn+1的极限时一样的,应为极限去掉有限项目极限值不变化 10 2 个重要极限的应用。这两个很重要!对第一个而言是X趋近0时候的sinx与x比值。地2个就如果x趋近无穷大 无穷小都有对有对应的形式(地2个实际上是 用于 函数是1的无穷的形式)(当底数是1 的时候要特别注意可能是用地2 个重要极限)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!
x的x次方 快于 x!快于 指数函数 快于 幂数函数 快于 对数函数(画图也能看出速率的快慢)当x趋近无穷的时候 他们的比值的极限一眼就能看出来了换元法 是一种技巧,不会对模一道题目而言就只需要换元,但是换元会夹杂其中13假如要算的话 四则运算法则也算一种方法,当然也是夹杂其中的14当你面对题目实在是没有办法 走投无路的时候可以考虑 转化为定积分。一般是从0到1的形式。
15单调有界的性质对付递推数列时候使用 证明单调性!
16直接使用求导数的定义来求极限,一般都是x趋近于0时候,在分子上f(x加减麽个值)加减f(x)的形式,看见了有特别注意
(当题目中告诉你F(0)=0时候 f(0)导数=0的时候 就是暗示你一定要用导数定义!!)
第五篇:高数极限和连续
第二章 极限和连续 【字体:大 中 小】【打印】
2.1 数列极限
一、概念的引入(割圆术)
“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣” ——刘徽
正六边形的面积A正十二边形的面积A2
n-1
正6×2形的面积An
A1,A2,A3,„,An,„→„S
二、数列的定义
定义:按自然数1,2,3„编号依次排列的一列数x1,x2,„,xn,„(1)
称为无穷数列,简称数列。其中的每个数称为数列的项,xn称为通项(一般项)。数列(1)记为{ xn }。
例如
nn
2,4,8,„,2,„;{ 2}
注意:
(1)数列对应着数轴上一个点列,可看作一动点在数轴上依次取
(2)数列是整标函数xn=f(n)
三、数列的极限
1.定义 设{xn}是一数列,如果存在常数a,当n无限增大时,xn无限接近于常数a,则称数列{ xn }收敛,a是数列{ xn }的极限,或者称数列xn收敛于a,记为。
如果数列没有极限,就说数列是发散的。
例如
nn
2,4,8,„,2,„;{ 2},发散,发散
收敛于0
2.数列极限的性质(1)唯一性
定理 每个收敛的数列只有一个极限。(2)有界性
定义: 对数列xn,若存在正数M,使得一切自然数n, 恒有|xn|≤M成立, 则称数列xn有界,否则,称为无界。
例如,数列有界,数列无界
数轴上对应于有界数列的点xn都落在闭区间[-M,M]上。
定理 收敛的数列必定有界。
注意:有界性是数列收敛的必要条件。推论 无界数列必定发散。(3)保号性
收敛数列的保号性:假设数列{αn}收敛,其极限为α,1)若有正整数N,n>N时,αn>0(或<0),则α≥0(或α≤0)2)若α>0(或<0,则有正整数N,使得当n>N时,αn>0(或<0)
2.2 级数
1.级数的定义:
称为数项无穷级数(或简称数项级数),un为一般项。
2.级数的部分和
3.部分和数列
4.级数的收敛与发散
当n无限增大时,如果级数的部分和数列Sn有极限S,即则称无穷级数收敛,这时极限S叫做级数的和,并写成。
如果Sn没有极限,则称无穷级数
数项级数收敛
存在
发散。
例1.讨论等比级数(几何级数)
(a≠0)的收敛性。
【答疑编号11020101:针对该题提问】
解:如果q≠1时,当|q|<1时,当|q|>1时
如果|q|=1时
当|q|=1时,级数发散
收敛 发散
当q=-1时,级数变为α-α+α-α+„
不存在,级数发散
综上
例2.(56页1(3))判断下列级数的敛散性,并在收敛时求出其和:
【答疑编号11020102:针对该题提问】
解:
由
得级数收敛,其和为。
例3.判断级数的敛散性
【答疑编号11020103:针对该题提问】
例4.判断级数的敛散性,并在收敛时求出其和
【答疑编号11020104:针对该题提问】
例5.判别无穷级数
的收敛性。
【答疑编号11020105:针对该题提问】
解
∴级数收敛,和为。
2.3 函数极限
两种情形:
(1)x→∞情形:
(2)x→x0情形:
一、自变量趋于无穷大时函数的极限
定义:设M是任意一个正数,函数f(x)在上有定义,如果存在常数A,当|x|无限增大(即|x|→∞)时,f(x)无限接近于A,则称A为函数f(x)当x→∞时的极限,或简称为f(x)在无穷大处的极限,记为
或f(x)→A,当x→∞时。
定理:
例1.(60页例
5、例6)求下列函数的极限
(1)
【答疑编号11020201:针对该题提问】
(2)
【答疑编号11020202:针对该题提问】
解:对于函数
对于函数f(x)=arctanx,由反正切曲线y=arctanx的图形,易见
所以,极限
例2.不存在。
【答疑编号11020203:针对该题提问】
例3.【答疑编号11020204:针对该题提问】
例4.【答疑编号11020205:针对该题提问】
二、函数在有限点处的极限(自变量趋于有限值时函数的极限)
1.定义:给定函数y=f(x)在(x∈D)上有定义,假设点x0的某一去心邻域,如果存在常数A,使得当x→x0时,函数值f(x)无限接近于A,则称A为函数f(x)当x→x0时的极限,记为
或 f(x)→A,当x→x0时。
2.单侧极限
定义:设 f(x)在x0的一个左邻域中有定义,如果存在常数A,使得当相应的函数值(fx)无限接近于A,则称A为函数f(x)当 时的左极限,记为
定理:
时,或(fx0-0)。
例5.62页2:(5)(6)(7)
求函数在指定点的左右极限,判定该点极限是否存在。
(5)x=2
【答疑编号11020206:针对该题提问】
(6)x=0
【答疑编号11020207:针对该题提问】
(7),x=0
【答疑编号11020208:针对该题提问】
问题:函数y=f(x)在x→x0的过程中,对应函数值f(x)无限趋近于确定值A。
例6.求
【答疑编号11020209:针对该题提问】
注意:函数极限与f(x)在点x0是否有定义无关
三、函数极限的性质 1.唯一性
定理 若limf(x)存在,则极限唯一。2.有界性
定理(有极限函数的局部有界性)假设中有界,即有常数M>0,使得在x0的某个去心邻域
3.保号性
若
推论
存在,则f(x)在x0点的某个邻域
中,有,且A>0(或A<0)
若时
f(x)≥0(或f(x)≤0),则A≥0(或A≤0)
四、小结
函数极限的统一定义
2.4 极限的运算法则
一、极限运算法则
定理
设
(1)
(2)
,则
(3)
例7.【答疑编号11020210:针对该题提问】
推论1
如果lim f(x)存在,而c为常数,则
常数因子可以提到极限记号外面。
推论2
如果lim f(x)存在,而n是正整数,则
二、求极限方法举例
例8.求
【答疑编号11020211:针对该题提问】
解
(直接代入法)
例9.求。
【答疑编号11020212:针对该题提问】
解:x→1时,分子,分母的极限都是零。(型)
(消去零因子法或因式分解法)
例10.求
【答疑编号11020213:针对该题提问】
解:先变形再求极限。
例11.求
【答疑编号11020214:针对该题提问】
三、小结
1.极限的四则运算法则及其推论; 2.极限求法
a.多项式与分式函数代入法求极限; b.因式分解法消去零因子求极限; c.通分法
d.利用左右极限求分段函数极限。
2.5 无穷小和无穷大
一、无穷小
1.定义:极限为零的变量称为无穷小。
函数f(x)当x→x0(或x→∞)时为无穷小,记作
例如,∴函数sinx是当x→0时的无穷小。
,∴函数是当x→∞时的无穷小。
,∴数列是当n→∞时的无穷小。
注意:
(1)无穷小是变量,不能与很小的数混淆;(2)零是可以作为无穷小的唯一的数。2.无穷小与函数极限的关系:
其中α(x)是当x→x0时的无穷小。
定理
3.无穷小的运算性质:
(1)在同一过程中,有限个无穷小的代数和仍是无穷小。(2)有限个无穷小的乘积也是无穷小。(3)有界变量与无穷小的乘积是无穷小。
例如,当x→0时,二、无穷大
1.定义:绝对值无限增大的变量称为无穷大。
函数f(x)当x→x0(或x→∞)时为无穷大,记作。
2.特殊情形:正无穷大,负无穷大。
注意:
(1)无穷大是变量,不能与很大的数混淆;(2)切勿将 认为极限存在。
(3)无穷大是一种特殊的无界变量,但是无界变量未必是无穷大。
例如,三、无穷小与无穷大的关系
是无界变量不是无穷大。
1.定理 在同一过程中,无穷大的倒数为无穷小;恒不为零的无穷小的倒数为无穷大。
2.意义:关于无穷大的讨论,都可归结为关于无穷小的讨论。
例1.求。
【答疑编号11020301:针对该题提问】
解:
又
商的法则不能用
由无穷小与无穷大的关系,得
例2.求。
【答疑编号11020302:针对该题提问】
解:x→∞时,分子,分母的极限都是无穷大。(先用x3去除分子分母,分出无穷小,再求极限。
型)
(无穷小因子分出法)
例3.求
【答疑编号11020303:针对该题提问】
例4.求
【答疑编号11020304:针对该题提问】
小结:当,m和n为非负整数时有
无穷小分出法:以分子、分母中自变量的最高次幂除分子,分母,以分出无穷小,然后再求极限。
例5.【答疑编号11020305:针对该题提问】
例6.求
【答疑编号11020306:针对该题提问】
例7.求
【答疑编号11020307:针对该题提问】
例8(2007年10月)
【答疑编号11020308:针对该题提问】
例9(2007年10月)、下面A、B、C、D四个极限中,哪一个极限存在()
A.B.C.D.【答疑编号11020309:针对该题提问】
答案:D
例10(2007年4月)
()
A.0
B.1 C.-1
D.不存在
【答疑编号11020310:针对该题提问】 答案:B
例11(2007年7月)
【答疑编号11020311:针对该题提问】
计算
例12(2005年)计算
【答疑编号11020312:针对该题提问】
2.6 两个重要极限
2.6.1 关于
例
1、计算
【答疑编号11020401:针对该题提问】
解:
例
2、【答疑编号11020402:针对该题提问】
解:
例3、80页第1题(5)
【答疑编号11020403:针对该题提问】
解:
例
4、【答疑编号11020404:针对该题提问】
解:
例
5、【答疑编号11020405:针对该题提问】
解:
例
6、判断四个极限分别属于哪一种类型:
(1)
【答疑编号11020406:针对该题提问】
(2)
【答疑编号11020407:针对该题提问】
(3)
【答疑编号11020408:针对该题提问】
(4)
【答疑编号11020409:针对该题提问】
解:
解:
例
7、求
【答疑编号11020410:针对该题提问】
解
2.6.2 关于
例
1、求
【答疑编号11020501:针对该题提问】
解:
例
2、【答疑编号11020502:针对该题提问】
解:
例
3、【答疑编号11020503:针对该题提问】
解:
例
4、【答疑编号11020504:针对该题提问】
解:
方法一:
方法二:
例
5、【答疑编号11020505:针对该题提问】
解:
例
6、【答疑编号11020506:针对该题提问】
解:
例
7、【答疑编号11020507:针对该题提问】
解:
例
8、【答疑编号11020508:针对该题提问】 解: 方法一:
方法二:
例9、81页4题(8)
【答疑编号11020509:针对该题提问】
解:
小结:
第一类重要极限:
第二类重要极限:
2.5.4 无穷小的比较
例如,当x→0时,观察各极限
都是无穷小。
,x比3x要快得多; 2,sinx与x大致相同;
不存在,不可比。
极限不同,反映了趋向于零的“快慢”程度不同。
定义:
设α,β是同一过程中的两个无穷小,且α≠0.(1)如果,就说β是比α高阶的无穷小,记作β=o(α);
(2)如果,就说β与α是同阶的无穷小;
特殊地如果
等价无穷小:,则称β与α是等价的无穷小;记作α~β;
例:
【答疑编号11020601:针对该题提问】
例:
【答疑编号11020602:针对该题提问】
得:当x→0时,例:
(1)73页8题:
当x→∝时,a,b,c应满足什么条件可使下式成立?
(1)
(2)
等价无穷小代换
等价代换原理:在同一极限过程中的三个变量u,v,w,如果u,v是无穷小量,且等价,则有
,由
得:当x→0时,常用等价无穷小:
当x→0时,牢记常用的等价无穷小:
当x→0时,例:
【答疑编号11020603:针对该题提问】
例:
【答疑编号11020604:针对该题提问】
例
求
【答疑编号11020605:针对该题提问】
错解
当x→0时,解
当x→0时,例
(1)80页1题(7)
【答疑编号11020606:针对该题提问】
(2)80页1题(9)
【答疑编号11020607:针对该题提问】
(3)80页1题(10)
【答疑编号11020608:针对该题提问】
(4)80页2题:设
【答疑编号11020609:针对该题提问】,求a,b
例:94页3题(4):
【答疑编号11020610:针对该题提问】
例:94页4题(1):证明当时,sin(2cosx)与是同阶无穷小。
【答疑编号11020611:针对该题提问】
例:81页8题:设
【答疑编号11020612:针对该题提问】,求k。
小结
1.两个重要极限
2.无穷小的比较: 反映了同一过程中,两无穷小趋于零的速度快慢,但并不是所有的无穷小都可进行比较.高(低)阶无穷小;等价无穷小; 3.等价无穷小的替换:
求极限的又一种方法,注意适用条件.2.7 函数的连续性和连续函数
一、函数的连续性
1.函数的增量
设函数f(x)在
内有定义,称为自变量在点的增量。
2.连续的定义
定义1 设函数f(x)在的函数的增量f(x)在点
定义2 设函数f(x)在也趋向于零,即连续,称为
内有定义,如果当自变量的增量
或的连续点.趋向于零时,对应,那么就称函数
内有定义,如果函数
当
时的极限存在,且