伍祥昕
[摘要]不定式極限的計算是極限運算中較為重要又不易掌握的。本文是對 型的不定式結(jié)合具體例子分析了不定式的各種求法,以便掌握解題技巧。
[關(guān)鍵詞]不定式 極限 計算方法
極限是高等數(shù)學中最基本的概念,是學習微積分學基礎(chǔ),是整個微積分思想的核心所在。在微積分學中占有極其重要的地位。而極限概念及其運算則是初學高等數(shù)學的學生難于理解又不易掌握的,對不定式極限的計算尤為困難。不定式極限的計算又是較為重要的一種類型, 其計算的方法靈活多變,初學者在求不定式的極限時,往往只會套用洛必達法則,不可否認洛必達法則是計算不定式極限非常有效的方法之一。但在實際運用過程中學生沒有注意到洛必達法則的“局限性”和使用范圍。不定式的類型有: 等,其中
是最基本的不定式型。本文就不同類型的不定式的極限求法輔以實例作一點淺析。
一、不定式的相關(guān)概念及其類型:
二、不定式類型的轉(zhuǎn)換
當 的基本不定式滿足洛必達法則的條件時直接用洛必達法則求極限,對 型的不定式可通過變形轉(zhuǎn)換為 型的不定式,再用洛必達法則求極限或?qū)Σ欢ㄊ竭M行變形,消去產(chǎn)生不定式的因素,或應用兩個重要極限: 求得極限值,現(xiàn)將轉(zhuǎn)換方法歸納于下:
三、求不定式的極限實例剖析
(一). 型的不定式:
1.利用重要極限 求極限
一般地,是 不定式且含有三角函數(shù)或反三角函數(shù),常利用三角恒等變形成 的形式求極限:
列1.求極限
例2.求極限
2.等價無窮小法求極限
當 的不定式分子、分母存在等價無窮小時,可用等價無窮小代換再求極限,會給解題帶來極大方便;常見的等價無窮小有:當x→0時:sinx→x
例3.求根限
此題運用了當x→0時ex-1~x,sinx~x,(1+x)a-1~ax
3.無窮小量相約法
當 型的不定式:
(1) 是有理式分式,可將分子、分母同時進行因式分解,約去同時趨于0的公因式,再用商的極限法則求極限.
(2) 是無理式分式,先把根式有理化,再約去分子,分母中同時趨于0的公因式, 再用商的極限法則求極限.
4.洛必達法則求極限
當 的不定式滿足洛必達法則的條件時,可用洛必達法則求極限,
說明: 如果 仍屬于 型,且f`(x)和F`(x)滿足洛必達法則的條件,可繼續(xù)使用洛必達法則, 即
例7.
解: 原式為 型,且滿足洛必達法則的條件,可用洛必達法則
5.變量換元與重要極限結(jié)合運用
例8.求極限
解:令t=arcsin(x-2),則x-2=sint,當x→2時,t→0
(二) 型不定式
1.無窮小量分出法
當有理式分式函數(shù)的分子,分母都是多項式,且當x→∞時,分子和分母都是無窮大,這時有理式分式是 ,可用無窮量分出法,即:用分子,分母中自變量的最高次冪去除分子、分母,分離出無窮小,再求極限。
例9.求極限
2.洛必達法則
當 型不定式滿足洛必達法則的條件時,可用洛必達法則求極限
例10.求極限
解:原式為 型,且滿足洛必達法則的條件,可用洛必達法則
(三)可化為 的不定式
1.變量代換與洛必達法則結(jié)合
(0﹒∞)型不定式可通過變形或變量代換成 再用洛必達法則
2.重要極限法
1∞、∞0、00型的不定式以及含有對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)不定式可通過變形再利用重要極限。
例13.求極限 (1∞型)
3.利用函數(shù)的連續(xù)性和洛必達法則聯(lián)合求極限
例14.求極限 (00型)
將所求的00型的不定式轉(zhuǎn)換為 型,再求極限
例15.求極限 (∞0型)
將所求的∞0型的不定式轉(zhuǎn)換為 型,再求極限
說明:對 不定式滿足洛必達法則的條件時單獨使用洛必達法則會更簡捷,在使用洛必達法則求 型不定式極限時應注意:
(1) 洛必達法無凝是求 不定式的重要工具,但并非萬能,有些 型不定式的極限用洛必達法則相反較繁瑣。如:
例16.求極限 ( 型)
如果使用洛必達法則就較為繁瑣:
而用變量代換就比較簡單
(2) 是否滿足洛必達法則的條件,若不滿足不能用。
例17.求極限 ( 型)
分析:這是 型不定式,但因 不
存在,所以不能用洛必達法則,可用一般方法:
綜上所述:求不定式的極限,要注意分析不定式的特點,再采取相應的方法,沒有任何一種方法是萬能和通用的,解題過程中要多種方法靈活運用,優(yōu)勢互補,
掌握解題技巧,提高解題效率。
[參考文獻]
[1]聶曉俊.工程類數(shù)學教材《高等數(shù)學》,高等教育出版社,2003.6第一版
[2]同濟大學數(shù)學教研室.高等學校教材《高等數(shù)學》.高等教育出版社.1996.12.4
[3]石建城.《高等數(shù)學例題與習題集》.西安交通大學出版社.2002.2
[4]趙樹源.《微積分》中國人民大學出版社.1988.5
(作者單位:六盤水職業(yè)技術(shù)學院 貴州六盤水)