常用求极限的方法

常用求极限的方法

1. 两个重要的极限
(1).lim⁡x→0sin⁡xx=1\lim\limits_ { x \rightarrow 0} \frac {\sin x }x = 1x0limxsinx=1
(2).lim⁡x→∞(1+1x)x=lim⁡x→0(1+x)1n=e\lim\limits_ { x \rightarrow \infty } {( 1+ \frac 1x )} ^x = \lim\limits_ {x \rightarrow 0 } {( 1 + x )}^{\frac 1n} = exlim(1+x1)x=x0lim(1+x)n1=e
例子:求极限lim⁡x→∞(x+1x−1)x\displaystyle\lim\limits_{ x \rightarrow \infty }{ \left ( \frac {x+1} {x-1} \right ) }^xxlim(x1x+1)x

解:lim⁡x→∞(x+1x−1)x=lim⁡x→∞(1+2x−1)x=lim⁡x→∞[(1+1x−12)x−12(1+2x−1)12]2=e2\lim\limits_{ x \rightarrow \infty }{\displaystyle \left ( \frac {x+1} {x-1} \right ) }^x \\ = \lim\limits_{x \rightarrow \infty } {\displaystyle \left ( 1 + \frac 2 {x-1} \right )^x }\\ = \lim\limits_ {x \rightarrow \infty } { \left [ \left ( 1 + \displaystyle\frac 1{\displaystyle\frac {x-1} 2 } \left ) ^ {\displaystyle\frac {x-1} 2} \right (1 + \frac 2 {x-1} \right ) ^{\displaystyle\frac 12} \right ]^2 }\\ = \displaystyle e^2xlim(x1x+1)x=xlim(1+x12)x=xlim1+2x112x11+x12212=e2

2. 等价无穷小
x→0x \rightarrow 0x0 时,
sin⁡x\sin xsinx ~ x
tan⁡x\tan xtanx ~ xln⁡(x+1)x \ln (x + 1)xln(x+1)
axa^xax - 1 ~ xln⁡ax \ln axlna
(1+bx)a−1( 1+ bx )^ a - 1(1+bx)a1 ~ abxabxabx
x−sin⁡xx - \sin xxsinx ~ x36\displaystyle\frac {x^3 }66x3
tan⁡x−x\tan x - xtanxx ~ x33\displaystyle\frac {x^3 }33x3
tan⁡x−sin⁡x\tan x - \sin xtanxsinx ~ x32\displaystyle\frac {x ^3}22x3
注意:等价无穷小一般只在乘除中使用
(隐藏boss):加减中可以整体替换,但不能单独替换。
前提条件:
lim⁡α′β′̸=−1\displaystyle\lim \frac{\alpha '}{\beta '} \not= -1limβα̸=1 \quad α+β\alpha + \betaα+β ~ α′+β′\alpha '+ \beta 'α+β
即替换后的结果没有抵消
例子:求 lim⁡x→0tan⁡x+sin⁡x3x\displaystyle\lim\limits_ {x \rightarrow 0} \frac {\tan x + \sin x} {3x}x0lim3xtanx+sinx
解: lim⁡x→0tan⁡x+sin⁡x3x=lim⁡x→0x+x3x=23\displaystyle\lim\limits_ {x \rightarrow 0} \frac {\tan x + \sin x} {3x}\\ = \lim\limits_ {x \rightarrow 0 } \frac { x + x} {3x}\\ = \frac 23x0lim3xtanx+sinx=x0lim3xx+x=32
这里把 tan⁡x+sin⁡x\tan x + \sin xtanx+sinx替换成 x+xx + xx+x后,得到 2x2x2x,此时结果没有抵消,可以使用。
例子:求 lim⁡x→0tan⁡x−sin⁡x3x\displaystyle\lim\limits_ {x \rightarrow 0} \frac {\tan x - \sin x} {3x}x0lim3xtanxsinx
解:lim⁡x→0tan⁡x−sin⁡x3x=lim⁡x→0x323x=0\displaystyle\lim\limits_ {x \rightarrow 0} \frac {\tan x - \sin x} {3x}\\ = \displaystyle\lim\limits_ {x \rightarrow 0} \frac {\displaystyle\frac {x^3} 2} {3x}\\ = 0x0lim3xtanxsinx=x0lim3x2x3=0
如果这里把 tan⁡x−sin⁡x\tan x - \sin xtanxsinx替换成 x−xx - xxx后,式子抵消,得到 0 的结果,所以不能替换
3.利用夹逼性定理求极限
例子:求 (1+nn2(\displaystyle\frac {1+n}{n^2}(n21+n) 的极限
1n&lt;1+nn2≤2nn2=2n\frac 1n &lt; \frac {1+n} {n^2} \leq \frac {2n} {n^2} = \frac2nn1<n21+nn22n=n2
而1n→0,2n→0,由夹逼准则得而\frac 1n \rightarrow 0, \frac 2n \rightarrow 0,由夹逼准则得n10,n20,
lim⁡n→n21+nn2=0\lim\limits_ {n \rightarrow n^2} \frac{1+n } {n^2}= 0nn2limn21+n=0

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