1,对于未定式(0/0,∞/∞0/0, \infin /\infin0/0,∞/∞)求极限可以使用洛必达法则,即在满足特定条件时分子分母同时求导。
1.1
(1)当x→a时,函数f(x)及F(x)都趋近于零;当x\to a时,函数f(x)及F(x)都趋近于零;当x→a时,函数f(x)及F(x)都趋近于零;
(2)在点a的某去心邻域内,f′(x)与F′(x)都存在且F′(x)不等于0;在点a的某去心邻域内,f'(x)与F'(x)都存在且F'(x)不等于0;在点a的某去心邻域内,f′(x)与F′(x)都存在且F′(x)不等于0;
(3)limx→af′(x)F′(x)存在(或为无穷大)。\lim_{x\to a}\frac{f'(x)}{F'(x)}存在(或为无穷大)。limx→aF′(x)f′(x)存在(或为无穷大)。
那么limx→af(x)F(x)=limx→af′(x)F′(x)\lim_{x\to a}\frac{f(x)}{F(x)}=\lim_{x\to a}\frac{f'(x)}{F'(x)}limx→aF(x)f(x)=limx→aF′(x)f′(x)。
上诉结论可以用柯西中值定理证明。如果所得结果仍是0/0型,则可以继续使用洛必达法则。
1.2
(1)当x→∞时,函数f(x)和F(x)都趋近于零;当x\to \infin时,函数f(x)和F(x)都趋近于零;当x→∞时,函数f(x)和F(x)都趋近于零;
(2)当∣x∣>N时,f′(x)与F′(x)都存在,且F′(x)不等于0;当|x|>N时,f'(x)与F'(x)都存在,且F'(x)不等于0;当∣x∣>N时,f′(x)与F′(x)都存在,且F′(x)不等于0;
(3)limx→af′(x)F′(x)存在(或为无穷大)。\lim_{x\to a}\frac{f'(x)}{F'(x)}存在(或为无穷大)。limx→aF′(x)f′(x)存在(或为无穷大)。
那么limx→af(x)F(x)=limx→af′(x)F′(x)\lim_{x\to a}\frac{f(x)}{F(x)}=\lim_{x\to a}\frac{f'(x)}{F'(x)}limx→aF(x)f(x)=limx→aF′(x)f′(x)。
2,曲线凹凸性定义
2.1 定义
如果f(x)在区间I上连续,如果对于I上任意两点x1,x2恒有如果f(x)在区间I上连续,如果对于I上任意两点x_1,x_2恒有如果f(x)在区间I上连续,如果对于I上任意两点x1,x2恒有
f(x1+x22)<f(x1)+f(x2)2,f(\frac{x_1+x_2}{2})<\frac{f(x_1)+f(x_2)}{2},f(2x1+x2)<2f(x1)+f(x2),
那么称f(x)在I上的图形是向上凹的;那么称f(x)在I上的图形是向上凹的;那么称f(x)在I上的图形是向上凹的;
反之,则是向上凸的。
2.2 定理
f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内具有一阶和二阶导数,那么
(1)若在(a,b)内f′′(x)>0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的;若在(a,b)内f''(x)>0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的;若在(a,b)内f′′(x)>0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的;
(2)若在(a,b)内f′′(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。若在(a,b)内f''(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。若在(a,b)内f′′(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。