【摘要】函數(shù)極限是高等數(shù)學(xué)的基本內(nèi)容之一,也是解決其他問題的基礎(chǔ)。結(jié)合教學(xué)實踐,文章討論了求函數(shù)極限的四種常見方法。
【關(guān)鍵詞】函數(shù)極限 計算
【中圖分類號】O13 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)03-0162-01
函數(shù)的極限是高等數(shù)學(xué)的重要組成部分,而這部分內(nèi)容的掌握直接影響到導(dǎo)數(shù)和積分的學(xué)習(xí),現(xiàn)對求函數(shù)極限的四種常用方法進行總結(jié),談?wù)勂淅斫獾膫?cè)重點,使能夠更靈活的運用這些方法求極限。
一、基本方法:四則運算法求極限
利用函數(shù)的四則運算法對有理函數(shù)及有理分式函數(shù)求極限。對于有理整函數(shù)而言,其求極限方法相對簡單,函數(shù)的極限就是把自變量的極限值代入函數(shù)的結(jié)果。對于有理分式函數(shù)求極限的方法有幾種,求極限之前,對有理分式函數(shù)有時需要化簡或變形,常用方法有:約分、通分、因式分解、分子或分母的有理化,三角函數(shù)恒等變形等等,化簡或變形后,根據(jù)實際情況,選擇如下方法:
(1)當(dāng)g(x0)≠0,f(x0)≠0時,利用商的法則求極限;
(2)當(dāng)g(x0)=0,f(x0)≠0時,利用無窮大量與無窮小量關(guān)系,則 =∞
(3)當(dāng)g(x0)=0,f(x0)≠0時,適合的 未定式,利用洛必達法則
需要特別強調(diào)的是:四則運算中,和與積的運算法則只可推廣到有限項。
二、利用兩個重要極限求函數(shù)極限
在求函數(shù)極限的過程中,若能利用這兩個極限進行替換,則整個過程將相對簡單很多,但是在運用過程中,對學(xué)生而言,特別要強調(diào)的是:兩個重要極限自變量的變化趨勢,第一個重要極限中自變量是趨于零的;第二個是趨于無窮大的。在教學(xué)過程當(dāng)中,學(xué)生很多的時候只是觀察到求極限的函數(shù),而沒有觀察自變量的變化趨勢,很容易發(fā)生錯誤。
例如 則不能利用第一個重要極限計算,而要利用有界函數(shù)與無窮小的積仍是無窮小來計算。
三、無窮小量等價替換求函數(shù)極限
求極限過程中無窮小量等價替換為:當(dāng)x→0時,x~sin x,x~tan x
ln(1+x)~x,ex-1~x,arcsinx~x,arctanx~x等等。
要能夠靈活應(yīng)用無窮小量等價替換求函數(shù)極限,需要特別強調(diào)兩個問題:
(1)在自變量的變化趨勢中,需要替換的兩個變量必須為無窮小量,若不是則不能進行無窮小量等價替換,例:當(dāng)x→∞時,sina x 不能等價替換x.
(2)若能用無窮小量的等價替換,則要強調(diào):在求極限過程中,等價替換只替換乘除,不替換加減。
例:求
解:若用等價無窮小量的替換
這是錯誤的,正確的做法是:
四、利用洛必達法則求函數(shù)極限
對于 或 型未定式,可以利用洛必達法則求極限,且在滿足洛必達法則的條件下,可以多次使用,對于其他形式0·∞,00,∞0,1∞,∞-∞的未定式,利用取倒數(shù),通分或取對數(shù)的方法轉(zhuǎn)化為 或 型未定式,利用洛必達法則求極限。
例:
解:這是一個 型的未定式,利用洛必達法則求極限,當(dāng)x→0,x~sin x
該題就結(jié)合了積分和導(dǎo)數(shù)相關(guān)知識,利用無窮小量的等價替換和洛必達法則求極限,這些知識如果利用得好,就能很快求出極限,而且計算量也不大。
需要特別強調(diào)的是并不是所有的 或 型未定式都能利用洛必達法則求極限,若無法斷定 的極限狀態(tài)或能斷定它振蕩而無極限,則洛必達法則失效。
例:
解:這是一個 型的未定式,但利用洛必達法則后,
原式= = cos ,此式振蕩無極限,故洛必達法則失效。
正確解法:
盡管求極限的方法遠遠不止以上四種,但是我個人覺得以上四種方法是比較常用的,要能夠靈活的加以運用,必須對其基本的知識點理解透徹,而且老師在教授的過程中,也要對其側(cè)重點進行著重講解。
參考文獻:
[1]劉金舜、羿旭明編著.高等數(shù)學(xué)教程[M].科學(xué)出版社,2013
[2]張早娥.試談求函數(shù)極限方法科技創(chuàng)業(yè)家[J].2013,(04下),184
作者簡介:
俞霜(1980.10-),女,漢族,湖北黃岡人,講師,碩士,研究方向:概率與數(shù)理統(tǒng)計。