隋姜昊
【摘要】本文全面闡述了如何使用洛必達(dá)法則,以及在使用的過程中存在的問題,并通過實例進(jìn)行說明和分析.
【關(guān)鍵詞】極限;洛必達(dá)法則;數(shù)學(xué)
一、常規(guī)洛必達(dá)求解極限問題
L′Hospital法則(洛必達(dá)法則):
設(shè)函數(shù)f(x)和g(x)在點a的某個去心鄰域U0(a,δ)內(nèi)有定義,且滿足:
(1)limx→af(x)=0(∞)及l(fā)imx→ag(x)=0(∞);
(2)f(x)和g(x)在U0(a,δ)內(nèi)可導(dǎo),且g′(x)≠0;
(3)limx→af′(x)g′(x)=A(A為常數(shù),或為∞),則有l(wèi)imx→af(x)g(x)=limx→af′(x)g′(x)=A.
其中第三個條件極為重要.在求極限時,經(jīng)常會遇到兩個無窮小量之比的極限或者兩個無窮大量之比的極限,這類極限有的存在,有的不存在,通常稱這種類型的極限式為未定式.以下是常見的情形.
二、分析并解決問題
(一)變形求解
洛必達(dá)法則作為如此重要的法則,是不是可以解決所有的問題,答案是否定的,例如limx→+∞e-1x2x100,使用洛必達(dá)法則,得到limx→+∞e-1x2200x102,看到這個式子,我們完全不能繼續(xù)進(jìn)行計算,但通過觀察,運用換元法,易得令t=1x2,可以得到limx→0e-1x2x100=limt→∞t50et=0,上式是經(jīng)過了簡單的變形,順利使用了洛必達(dá)法則求解問題.
以上的問題很顯然需要經(jīng)過變形輔助求解極限,可以作為洛必達(dá)法則的變形分析,同樣可以運用這種方式求解limx→-∞x1+x2,分子分母同時除以x,可以求得如limx→-∞11+1x2=1.
(二)使用洛必達(dá)法則需謹(jǐn)慎
洛必達(dá)在求解極限問題時存在著較大的優(yōu)勢.但洛必達(dá)法則是否是萬能的呢?
xx=limx→+∞1+cosx1,其極限不存在,那么可以得到不可使用洛必達(dá)法則.出現(xiàn)這種問題主要是由于求導(dǎo)后的式子無法求極限或者不能繼續(xù)使用洛必達(dá)法則.
三、總結(jié)
通過上述分析,洛必達(dá)法則使用時需要注意以下幾點:(1)滿足定理條件下的某些計算無法解決計算問題;(2)洛必達(dá)法則需要和其他數(shù)學(xué)方法進(jìn)行結(jié)合使用,比如換元法,結(jié)合使用才能發(fā)揮作用;(3)被求極限的式子必須為未定式才可以使用洛必達(dá)法則;(4)若limf′(x)F′(x)不存在,不能使用洛必達(dá)法則.