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1、科技信息○教学研究○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010年第15期求极限的几种常用方法陈慧泽(定西市第一中学甘肃定西743000)【摘要】极限是数学分析中最重要最基本的概念之一,而求极限是数学分析中的主要运算之一。求极限的方法因题而异、变化多端,有时甚至感到变化莫测无从下手。本文就极限的求法总结了七种方法,只要掌握了这是七种方法,一般求极限的问题都能够得以解决。【关键词】极限;方法;数列;函数极限概念是数学分析中最基本的概念,因为数学分析的其它基本一切初等函数在其定义域内都是连续的,如果f(x)是初等函数,x0概念都可以用极限概念来表达
2、。例如函数在某点x0处导数的定义,偏是其定义域内一点,则求极限limf(x)时,可把x0代入f(x)中计算出函数x→x0导数的定义,定积分、二重积分、三重积分的定义,无穷级数收敛的定值,即limf(x)=f(x0)义等。因此极限是贯穿数学分析的一条主线,它将数学分析的各个知x→x0识点联系在了一起。所以,极限概念与极限运算非常重要,学好极限是对于连续函数的复合函数有这样的定理:若u=φ(x)在x0连续且学好数学分析的基础。求极限主要有函数的极限和数列的极限,但是,u0=φ(x0),y=f(u)在u0处连续,则复合函数y=f[φ(x)]在x0处也连续,二者不是孤立的,
3、由归结原则把二者联系起来,因此在求解时所用的从而limf[φ(x)]=f[φ(x0)]或limf[φ(x)]=f[limφ(x)]x→x0x→x0x→x0方法是一样的。掌握求极限的方法对数学分析的学习有十分重要的作例3:求limlnsinxπ用,下面归纳总结了求极限的几种常用方法。x→2ππ1利用极限的定义求极限解:复合函数lnsinx在x=处是连续的,即有limlnsinx=lnsin=2x→π22利用极限的定义求极限时,放缩法和含绝对值的不等式总是密切lnl=0相连的。例:limf(x)=A的ε-δ定义是指:坌ε>0,埚δ=δ(x0,ε)>0,0<
4、x-x0
5、<
6、δ圯
7、f4利用无穷小的性质求极限x→x0(x)-A
8、<ε为了求δ可先对x0的邻域半径适当限制,如然后适当放大|f我们知道在某一过程中无穷大量的倒数是无穷小量,有界变量乘(x)-A|≤φ(x)(必然保证φ(x)为无穷小),此时往往要用含绝对值的不等无穷小是无穷小,对一些特殊的函数而言用其他方法很难求得,只能式:用这种方法来求。|x+a|=
9、(x-x0)+(x0+a)
10、≤
11、x-x0
12、+
13、x0+a
14、<|x0+a|+δ1例4:求lim4x-72域
15、x+a
16、=
17、(x-x)+(x+a)
18、≥
19、x+a
20、-
21、x-x
22、>
23、x+a
24、-δx→1x-3x+2000001从φ(x)<求δ2出后
25、,取δ=min(δ1,δ2),当0<
26、x-x0
27、<δ时,就有
28、f(x)-A
29、<ε解:当x→分母的极限为0.而分子的极限不为0,可先求出所给函x1+x2+…+xn数倒数的极限例1:设limxn=a,则有lim=a2n→∞n→∞nlimx-3x+2=1-3+2=0,故lim4x-7=∞2εx→14x-74-7x→1x-3x+2证明:因为limxn=a,对坌ε>0,埚N1=N1(ε),当n>N1时,
30、xn-a
31、<n→∞25利用单调有界原理求极限于是当n>N1时,x1+x2+…+xn-a=
32、x1+x2+…+xn-na
33、nn这种方法是利用定理:单调有界数列必有极限,先判断极限
34、存在,≤
35、x1-a|+
36、x2-a
37、+…+
38、xN1-a
39、+
40、xN1+1-a
41、+
42、xn-a
43、≤A+n-N1<A+ε进而求极限。nnnnn2例5:求lim姨a+姨a+…+姨a其中A=|x1-a|+|x2-a|+…
44、xN1+1-a
45、是一个定数,n→∞Aε2A2A再由<,解得n>,故取N=max{N1,[]}解:令x=姨a+姨a+…+姨a,则xn+1=姨a+xn.由归结法可证xn<n2εε当n>N时,x1+x2+…+xn-a<εε姨a+1(有界性)又因为姨a+姨a>姨a,即xn+1>xn,所以数列{xn}单调+=εn22递增由单调有界定理知:lim姨a+姨a+…+姨a有极限,
46、并设为A而n→∞2利用极限的四则用算法则求极限1+姨1+4alimxn+1=lim姨a+xn.,即A=姨A+a,则A=利用该种方法求极限方法简单,但要注意条件是每项或每个因子n→∞n→∞2极限存在,一般情况所给的变量都不满足这个条件,例如出现0,所以:lim姨a+姨a+…+姨a=1+姨1+4a0n→∞2∞,∞-∞等情况,都不能直接运用四则运算法则,必须对变量进行变6利用罗必塔法则求极限∞形。变形时经常用到因式分解、有理化的运算以及三角函数的有关公0罗必塔法则是计算不定式极限的重要方法,可用来求诸如型,式。0例2:求lim(3-1)∞型,∞-∞型,0·∞型等多种形