海涅定理(函数极限和数列极限的转化):
limx→af(x)=L⇔∀xn→a(xn≠a),limn→∞f(xn)=L \lim_{ x\rightarrow a } f(x)=L \Leftrightarrow \forall x_n \rightarrow a(x_n \neq a), \lim_{n \rightarrow \infty}f(x_n)=L x→alimf(x)=L⇔∀xn→a(xn=a),n→∞limf(xn)=L
应用:数列极限与函数极限
海涅定理与极限求值
解:海涅定理n=\frac{1}{x}
f′(a)存在,f(a)>0,I2=limn→∞(f(a+1n)f(a−1n))n,n为自然数I2=limn→∞en∗ln(f(a+1n)f(a−1n))初等函数,极限直接放到内层limn→∞n∗ln(f(a+1n)f(a−1n))=limx→0+lnf(a+x)f(a−x)x洛必达法则=limx→0+(f′(a+x)f(a+x)+f′(a−x)f(a−x))导数存在,左右导数存在且相等和导数的左右极限值是完全不同的概念(右导数不等于导数的右极限对吗,是因为导函数不一定连续。同样也有导函数极限存在但单侧极限不存在的例子。)limx→0+f′(a−x)无法计算
f'(a)存在,f(a)>0,I_2=\lim_{n\rightarrow \infty} ( \frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})})^n,n为自然数\\
I_2=\lim_{n\rightarrow \infty} e^{n*ln ( \frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})}) } \\
初等函数,极限直接放到内层\\
\lim_{n\rightarrow \infty} n*ln ( \frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})})\\
=\lim_{x\rightarrow 0^+} \frac{ln \frac{f(a+x)}{f(a-x)} }{x}\\
洛必达法则\\
=\lim_{x\rightarrow 0^+} (\frac{f'(a+x)}{f(a+x)}+\frac{f'(a-x)}{f(a-x)})\\
导数存在,左右导数存在且相等和导数的左右极限值是完全不同的概念\\
(右导数不等于导数的右极限对吗,是因为导函数不一定连续。\\
同样也有导函数极限存在但单侧极限不存在的例子。)\\
\lim_{x\rightarrow 0^+} f'(a-x) 无法计算 \\
f′(a)存在,f(a)>0,I2=n→∞lim(f(a−n1)f(a+n1))n,n为自然数I2=n→∞limen∗ln(f(a−n1)f(a+n1))初等函数,极限直接放到内层n→∞limn∗ln(f(a−n1)f(a+n1))=x→0+limxlnf(a−x)f(a+x)洛必达法则=x→0+lim(f(a+x)f′(a+x)+f(a−x)f′(a−x))导数存在,左右导数存在且相等和导数的左右极限值是完全不同的概念(右导数不等于导数的右极限对吗,是因为导函数不一定连续。同样也有导函数极限存在但单侧极限不存在的例子。)x→0+limf′(a−x)无法计算
现在尝试使用重要极限则:I2=limn→∞(f(a+1n)f(a−1n))n=limn→∞(1+f(a+1n)f(a−1n)−1)1f(a+1n)f(a−1n)−1(f(a+1n)f(a−1n)−1)∗n计算limn→∞(f(a+1n)f(a−1n)−1)∗n==limx→0+(f(a+x)f(a−x)−1)x=limx→0+f(a+x)−f(a−x)f(a−x)x凑导数的定义2f′(a)f(a) 现在尝试使用重要极限\\ 则:I_2=\lim_{n\rightarrow \infty} ( \frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})})^n\\ =\lim_{n\rightarrow \infty} (1+ \frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})}-1)^{ \frac{1}{\frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})}-1 } {(\frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})}-1)}*n}\\ 计算\lim_{n\rightarrow \infty}{(\frac{f(a+\frac{1}{n})}{f(a-\frac{1}{n})}-1)}*n==\lim_{x\rightarrow 0^+} \frac{(\frac{f(a+x)}{f(a-x)}-1)}{x}=\lim_{x\rightarrow 0^+} \frac{ f(a+x)-{f(a-x)}}{f(a-x)x}\\ 凑导数的定义\frac{2f'(a)}{f(a)} 现在尝试使用重要极限则:I2=n→∞lim(f(a−n1)f(a+n1))n=n→∞lim(1+f(a−n1)f(a+n1)−1)f(a−n1)f(a+n1)−11(f(a−n1)f(a+n1)−1)∗n计算n→∞lim(f(a−n1)f(a+n1)−1)∗n==x→0+limx(f(a−x)f(a+x)−1)=x→0+limf(a−x)xf(a+x)−f(a−x)凑导数的定义f(a)2f′(a)
lnf(a+x)−lnf(a)+lnf(a)−lnf(a−x)拉格朗日中值,2x(lnf(a))′但是f(x)在(a,x)不一定可导拉个朗日和柯西一样,并且还慢了一步lnf(a+x)-lnf(a)+lnf(a)-lnf(a-x)拉格朗日中值,2x(lnf(a))'但是f(x)在(a,x)不一定可导\\ 拉个朗日和柯西一样,并且还慢了一步 lnf(a+x)−lnf(a)+lnf(a)−lnf(a−x)拉格朗日中值,2x(lnf(a))′但是f(x)在(a,x)不一定可导拉个朗日和柯西一样,并且还慢了一步
I2=limn→∞n2(arctanπn−arctanπn+1) I_2=\lim_{n\rightarrow \infty} n^2(arctan \frac{\pi }{n} -arctan \frac{\pi}{n+1} ) I2=n→∞limn2(arctannπ−arctann+1π)
解1:拉格朗日中值定理
解2:海涅定理n=\frac{1}{x}
解2:海涅定理n=1xI2=limn→∞n2(arctanπn−arctanπn+1)=limx→0+(arctan(πx)−arctanπxx+1)x2=limx→0+πx−πxx+1x2=π
解2:海涅定理n=\frac{1}{x}\\
I_2=\lim_{n\rightarrow \infty} n^2(arctan \frac{\pi }{n} -arctan \frac{\pi}{n+1} )\\
=\lim_{x\rightarrow 0^+} \frac{(arctan( \pi x )-arctan \frac{\pi x}{x+1} )}{x^2}\\
=\lim_{x\rightarrow 0^+} \frac{ \pi x - \frac{\pi x}{x+1} }{x^2}=\pi \\
解2:海涅定理n=x1I2=n→∞limn2(arctannπ−arctann+1π)=x→0+limx2(arctan(πx)−arctanx+1πx)=x→0+limx2πx−x+1πx=π