高等数学常用极限求法[1]1
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一、求函数极限的方法
1、运用极限的定义 例: 用极限定义证明:
12
23lim 22=-+-→x x x x 证: 由2
44122322-+-=
--+-x x x x x x ()2
2
22
-=--=
x x x
0>∀ε 取εδ= 则当δ<-<20x 时,就有
ε<--+-12
232x x x
由函数极限δε-定义有:
12
23lim 22=-+-→x x x x 2、利用极限的四则运算性质
若 A x f x x =→)(lim 0
B x g x x =→)(lim 0
(I)[]=±→)()(lim 0
x g x f x x )(lim 0
x f x x →±B A x g x x ±=→)(lim 0
(II)[]B A x g x f x g x f x x x x x x ⋅=⋅=⋅→→→)(lim )(lim )()(lim 0
(III)若 B ≠0 则:
B
A
x g x f x g x f x x x x x x ==→→→)(lim )
(lim )()(lim 0
00
(IV )cA x f c x f c x x x x =⋅=⋅→→)(lim )(lim 0
(c 为常数)
上述性质对于时也同样成立-∞→+∞→∞→x x x ,,
例:求 4
5
3lim 22+++→x x x x
解: 453lim 22+++→x x x x =
2
5
4252322=++⋅+
3、约去零因式(此法适用于型时0
,0x x →)
例: 求12
16720
16lim 23232+++----→x x x x x x x
解:原式=()
()
)
12102(65)
2062(103lim
223
223
2
+++++--+---→x x x x x
x x x x x
x =)
65)(2()
103)(2(lim 222+++--+-→x x x x x x x
=)
65()
103(lim 222++---→x x x x x =)3)(2()2)(5(lim 2+++--→x x x x x =2
lim -→x 73
5
-=+-x x
4、通分法(适用于∞-∞型) 例: 求 )21
44(
lim 22
x
x x ---→
解: 原式=)2()2()
2(4lim
2x x x x -⋅++-→
=)
2)(2()
2(lim
2x x x x -+-→
=4
1
21lim
2=+→x x
5、利用无穷小量性质法(特别是利用无穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质) 设函数f(x)、g(x) 满足: (I )0)(lim 0
=→x f x x
(II) M x g ≤)( (M 为正整数) 则:0)()(lim 0
=→x f x g x x
例: 求 x
x x 1sin
lim 0
⋅→ 解: 由 0lim 0
=→x x 而 11
sin
≤x
故 原式 =01
sin
lim 0
=⋅→x
x x
6、利用无穷小量与无穷大量的关系。 (I )若:∞
=)(lim x f 则 0)
(1
lim
=x f (II) 若: 0)(lim =x f 且 f(x)≠0 则 ∞=)
(1
lim x f 例: 求下列极限 ① 51lim
+∞→x x ②1
1
lim 1-→x x
解: 由 ∞=+∞
→)5(lim x x 故 051
lim =+∞→x x
由 0)1(lim 1
=-→x x 故 11
lim 1-→x x =∞
7、等价无穷小代换法
设'
'
,,,ββαα 都是同一极限过程中的无穷小量,且有: '
'
~,~ββαα,
''
lim β
α 存在,
则 βαlim 也存在,且有βαlim = ''
lim β
α
例:求极限2
22
0sin cos 1lim x x x x -→
解: ,~sin 2
2
x x 2
)(~cos 12
22
x x -
∴ 2220sin cos 1lim x x x x -→=212)(2
22
2=x x x 注: 在利用等价无穷小做代换时,一般只在以乘积形式出现时可以互换,若以和、
差出现时,不要轻易代换,因为此时经过代换后,往往改变了它的无穷小量之比的“阶数”
8、利用两个重要的极限。
1sin lim
)(0=→x x A x e x
B x x =+∞→)1
1(lim )(
但我们经常使用的是它们的变形:
)
)((,))(11lim()()0)((,1)
()
(sin lim
)()
(''∞→=+→=x e x B x x x A x ϕϕϕϕϕϕ
例:求下列函数极限
x a x x 1lim )1(0-→、 bx
ax x cos ln cos ln lim
)2(0→、 )
1ln(ln 1 ln )1ln( ,11 u a u x a a u x u a x x
+=
-+==-于是则)令解:(
a u a
u
u a u a u x
a u x u
u u u x x ln )1ln(ln lim )1ln(ln lim )1ln(ln lim 1lim 0
10000=+=+=+=-→→→→→→故有:时,又当