何种情况下用洛比达法则求函数极限较合适
成功教育
摘 要: 洛比达法则是高等数学中的重要内容之一,是解决某些极限问题的重要方法.熟练掌握洛比达法则求极限的方法,对学好高等数学有十分重要的意义.
关键词: 洛比达法则 函数极限 求解方法
极限是微分学的基础,它贯穿微分学的始终,求极限是高等数学中的重要章节,洛比达法则是求极限方法中的一种重要方法,它能使运算过程简单化,但由于求极限的方法较多,本来可以用洛比达法则解决的问题,有的学生却不知该如何入手,采用什么方法解决问题.笔者就自己的教学工作经验,论述如下,希望能起到抛砖引玉的作用.
一、洛比达法则的定义
定理1:如果函数f(x)、g(x)满足
(1)当x?a或x??时,f(x)?0,g(x)?0
(2)f′(x)和g′(x)存在且g′(x)?0
(3)lim?存在(或为无穷大)
那么lim?=lim?.
定理2:如果函数f(x)、g(x)满足
(1)当x?a或x??时,f(x)??,g(x)??
(2)f′(x)和g′(x)存在且g′(x)?0
(3)lim?存在(或为无穷大)
那么lim?=lim?.
以上两个定理中所给出的求极限的方法统称为洛比达法则.
这个法则是由瑞士数学家约翰?伯努利发现的,因此也被称为伯努力法则.
二、求函数极限的方法
1.直接代入法
当未知数x?常数a,且函数在x?a的某一邻域内连续,则原极限等于x的地方用a代替,再计算出结果.
2.当x?a时,函数中的分母?0,则有以下情形:
(1)当函数是分式,可分别对分子、分母因式分解、约分、化简后再用代入法求极限.
(2)当函数中有根式出现时,则先对分子或分母有理化(用平方差公式)及化简后再求极限.
(3)当分子、分母都是多项式,且分子,分母都?0时,可用洛比达法则求极限.
3.运用两个重要极限公式求极限
(1)??=1
(2)?(1+?)?=e
4.运用洛比达法则求极限
只要满足定理:1.定理2的求极限的条件,就可用洛比达法则.定理1和定理2中的求极限问题分别称为?型未定式、?型未定式,其他型的未定式?-?型、1?、0?、??均可转化为?型或?型,再进一步求极限.
5.利用等价无穷小量替换法求极限
当x?0,替换如下:
x,sinx,tanx,arctanx,arcsinx,ln(1+x),e?-1;
1-cosx,?;(1+x)?-1,ax(a?0)
只有在等价的无穷小前提下及因式中才可以替换.
三、在什么情况下用洛比达法则求极限较合适
显然,在上述中已叙述过,当求极限的问题属于?型、?型未定式可用洛比达法则,其他如?-?型、1?、0?、??型的未定式可转化成以上两种后再用洛比达法则.
采用此方法解题的好处是:简单:快捷.
两边夹法则:只有在等价的无穷及因式中才可以替换.
两边夹法则:若g(x)?f(x)?h(x)且?g(x)=?h(x)=A,
则?f(x)=A.
综上所述,当遇到“商的极限”且是属于?型或?型未定式时,用洛比达法则求极限比较合适.当然还有1?型、0?型、?-?型、??型经过转化后也可用此法则.解题时一定要注意,只有满足条件时才能用,否则就会导致错误;只要满足条件,则可连续使用;某些较复杂的题中,应与其他方法结合起来,简化运算过程.也只有熟练掌握以上求极限的各种方法,才能把高等数学学好,为今后各学科的学习打下坚实的基础.
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