无穷大(小)与运算律

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1、例如,注意:(2)无穷小是变量,不能与很小的数混淆。(1)常数零是唯一一个作为无穷小的的数。问:y=f(x)=0.0001是否某变化过程下的无穷小量?第2.4节无穷小与无穷大一、无穷小则称f(x)是x→X下的无穷小量柯西定义:即某邻域上有

2、f(x)-0

3、<ε0通常本书x→X下的无穷小记为:a(x);b(x);‥可以证明:所以函数sinx是当x→0时的无穷小量.即某邻域下有

4、f(x)

5、<ε1二、无穷大量定义1:某过程下,因变量绝对值无限增大的变量称为无穷大由函数的图形,问:=∞更进一步,还可区分出是+∞,还是-∞。如:三、无穷小与无穷大的关

6、系若f(x)为无穷大,则为无穷小;若f(x)为无穷小,且则为无穷大.定理1在自变量的同一变化过程中,记为:显然2四、无穷小量与函数极限的关系必要性:定理2用柯西定义可证定理3.若

7、g(x)

8、≤M,a(x)无穷小,则提示:因在某邻域上

9、a(x)

10、<ε/M,所以五、无穷小量的性质.如:其中:其中x→∞(有界函数与无穷小之积为无穷小)N即无穷小与有界变量之积为无穷小.则在某邻域上有

11、f(x)-a

12、<ε,于是f(x)-a=α(x),即f(x)=a+α(x),充分性略.因而g(x)α(x)是无穷小.3一、极限四则运算法则定理4设更正(无穷小的倒数是

13、无穷大)下面给出简单函数的四则运算构成的较复杂函数的极限性质.注:定理3的(1)、(2)可以由归纳法推广到有限个函数的情况)即:由条件在某邻域上有4=x其中前面已用定义证明:特别当:注:定理3的(1)、(2)可以由归纳法推广到有限个函数的情况)即:5前面已经推出计算公式:以后利用复合函数连续性质可证明(n为正整数):其中函数不存在.特别在极限四则运算中,若于是有无穷小的以下性质.6推论1在同一过程中,有限个无穷小的代数和仍是无穷小.=0推论4有极限的函数与无穷小的乘积是无穷小。推论3常数(显然有界)与无穷小的乘积是无穷小.推论2有限个无穷

14、小的乘积也是无穷小.例已知确定型=0=0注:无穷大与无穷大(非零常数)之积为无穷大,无穷大与常数的代数和是无穷大,同符号无穷大之和为无穷大.如:不存在7是待定型,如记此类无穷小商极限但极限四则运算中,若无意义注:本书将讨论7种待定型极限,其中是常见的一种,我们将引入性质介绍其解法.8二、求极限方法举例例1解有理函数(无穷小的倒数是无穷大)问:x→∞的极限其中称为多项式函数方法:先将有理函数的分子分母同除x的最高次幂.答:原式=9分析:当x→1时,分子分母均为无穷小量,例2(消去零因子法)待定型解:所以不能直接用极限的四则运算法则,将其分解

15、出因子(x-1)再求极限。称为有理函数极限10小结:==1.直接用商的极限2.倒数是否无穷小稍后讨论一般形如的计算公式m和n为非负整数时有方法:首先将有理函数的分子分母同除x的最高次幂,再利用性质计算.为此先定义“高阶无穷小”等4个定义作准备.11三、无穷小的比较例如,通常用希腊字母a,b表示某过程下的无穷小观察各极限两个无穷小的和、差、积为无穷小,但商是待定型sinx与2x趋于0的速度大致相同x2趋于0的速度比3x要快得多3x趋于0的速度比x2要慢得多sinx与x趋于0的速度相同称x2是比3x高阶的无穷小量称3x是比x2低阶的无穷小量称

16、sinx与x等价无穷小量称sinx与2x同阶无穷小量12定义:下面利用等价无穷小计算某些(4)特别,如果13四、等价无穷小代换(仅介绍常见的因式替换定理)定理2(等价无穷小代换定理)证易难作用一般有:其中:切记:不能在加减运算求极限时使用等价无穷小代换.因为:14常见的等价无穷小:可以证明,当x→0时,错:不能在加减运算中使用等价无穷小代换改正解:原式=当变量为t时?当t→0时,以上7个等价无穷小可由本章稍后二个重要极限证明特别当x→X时,t=g(x)→0,则有注:可证15等价无穷小的一般形式:如果当x→X时,t=g(x)→0,则有练习题

17、答:原式==2如x→1时,t=g(x)=(x-1)→0,则sin(x-1)~(x-1)16根式函数答:注意到公式当不是上面6种常见的等价无穷小,则具体情况具体分析。如17分析:由于有二个参数a;b,需构造两个方程求解。P93第17题:已知求a=?,b=?代入给定的极限中有:所以分子的极限必为零,否则极限为∞,与已知矛盾。由前面的讨论有:b=-a-1,-2-a=5所以:a=-7b=6即原极限必为的待定型18思考:p9815题由有理函数的极限知:当a=0时,课外:解:令由条件有:当a≠0有矛盾所以a≠0,b,c为任意实数跳过19由有理函数的极

18、限知:若a≠0,则原函数极限为0,与已知条件矛盾,于是a=0。(有理函数极限)所以有:a=0,b=1,c为任意实数答:由条件有:再由条件得:b=1,c为任意实数。则原式=20例5解:x=0是函

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