函数求极限


常用的求极限方法(8种)

方法1 利用基本极限求极限

方法2 利用等价无穷小代换求极限

方法3 利用有理运算法则求极限

方法4 利用洛必达法则求极限

方法5 利用泰勒公式求极限

方法6 利用夹逼原理求极限

方法7 利用单调有界准则求极限

方法8 利用定积分定义求极限

方法1 利用基本极限求极限

1)常用的基本极限

limx0sinxx=1\lim\limits_{x\rarr0} \frac{sin x}{x} = 1

limx0(1+x)1x=e\lim\limits_{x\rarr0}(1+x)^\frac{1}{x} = e

limx(1+1x)x=e\lim\limits_{x\rarr\infty}(1+\frac{1}{x})^x=e (这里注意一下,比如limx(1+(±)ax)x=e(±)a\lim\limits_{x\to \infty}(1+{(\pm)a \over x})^x = e^{(\pm)a}

limx0ax1x=lna\lim\limits_{x\rarr0}\frac{a^x-1}{x} = \ln a

limnnn=1\lim\limits_{n\to \infty}{\sqrt[n]{n}} = 1

limnan=1,(a>0)\lim\limits_{n\to \infty}\sqrt[n]{a} =1,(a>0)

limxanxn+an1xn1+...+a1x+a0bmxm+bm1xm1+...+b1x+b0={anbm,n=m,0,n<m,,n>m.\lim\limits_{x\to \infty}{a_n x^n+a_{n-1} x^{n-1}+...+a_1x+a_0 \over b_mx^m + b_{m-1} x^{m-1}+...+b_1x+b_0} = \begin{cases}{a_n \over b_m},n=m,\\ 0,n<m,\\ \infty, n>m.\end{cases}

limxxn={0,x<1,,x>1,1,x=1,不存在,x=1.\lim\limits_{x \to \infty}x^n = \begin{cases} 0,|x|<1,\\ \infty, |x|>1, \\ 1,x=1, \\ 不存在, x=-1.\end{cases}

limnenx={0,x<0,+,x>0,1,x=0.\lim\limits_{n\to \infty} e^{nx} = \begin{cases} 0,x<0,\\ +\infty,x>0, \\ 1, x=0.\end{cases}

2)“11^{\infty}” 型极限常用结论

limα(x)=0,limβ(x)=,且limα(x)β(x)=A\lim{\alpha(x)}=0, \lim{\beta{(x)}=\infty},且\lim{\alpha(x)\beta(x) = A}

lim(1+α(x))β(x)=eA\lim{(1+\alpha(x))^{\beta(x)}}=e^A

可以归纳为以下三步:

1)写标准形式 原式=lim[1+α(x)]β(x);\lim{[1+\alpha(x)]^{\beta(x)}};

2)求极限 limα(x)β(x)=A;\lim{\alpha(x)\beta(x)} =A;

3)写结果 原式=eA.=e^A.

方法2 利用等价无穷小代换求极限

(1)代换原则:

a)乘除关系可以换

α等价于α1,β等价于β1,若{\alpha}等价于\alpha_1 , \beta 等价于 \beta_1,则

limαβ=limα1β=limαβ1\lim{\alpha \over \beta} = \lim{\alpha_1 \over \beta} = lim{\alpha \over \beta_1}

b)加减关系在一定条件下可以换

αα1,ββ1,limα1β1=A1αβα1β1.若\alpha \sim \alpha_1 , \beta \sim \beta_1 , 且\lim{\alpha_1 \over \beta_1} = A \neq 1 则 \alpha-\beta \sim \alpha_1 - \beta_1.

αα1,ββ1,limαβ1=A1,α+βα1+β1.若\alpha \sim \alpha_1, \beta \sim \beta_1,且 lim{\alpha \over \beta_1} = A \neq -1, \alpha + \beta \sim \alpha_1 + \beta_1.

(2)常用的等价无穷小:当x0x\to 0

xsinxtanxarcsinxarctanxln(1+x)ex1;x \sim sinx \sim tanx \sim arcsinx \sim arctanx \sim ln(1+x) \sim e^x-1;

ax1xlna,          (1+x)α1αx,          1cosαxα2x2a^x-1 \sim xlna, ~~~~~~~~~~(1+x)^{\alpha}-1 \sim \alpha x,~~~~~~~~~~ 1-cos^{\alpha}x \sim {\alpha \over 2}x^2

xsinx16x3          tanxx13x3x-sinx \sim {1 \over 6}x^3 ~~~~~~~~~~tanx-x \sim {1 \over 3}x^3

arcsinxx16x3          xarctanx13x3arcsinx -x \sim {1 \over 6}x^3 ~~~~~~~~~~ x-arctanx \sim {1 \over 3}x^3

xln(1+x)12x2x-ln(1+x) \sim \frac{1}{2}x^2

特殊例题注意:

(2006年2)求极限\lim_\limits{x \to 0} {1 \over x^3}[({2+cosx \over 3})^x-1]

解2:原式=\lim_\limits{x \to 0} {1 \over x^3}[(1+{cosx-1 \over 3})^x-1]

==注:==当x0,(1+x)α1αx.这个结论推广可得:x \to 0 时,(1+x)^{\alpha} -1 \sim \alpha x . 这个结论推广可得:

α(x)0,α(x)β(x)0,\alpha(x) \to 0 , \alpha(x) \beta(x) \to 0,

(1+α(x))β(x)1α(x)β(x)(1+\alpha(x))^{\beta (x)}-1 \sim \alpha (x) \beta (x)

方法3 利用有理运算法则求极限

有理运算法则

limf(x)=A,limg(x)=B,那么(注意两者都是存在极限的意思)若\lim f(x)=A, \lim g(x)=B,那么(注意两者都是存在极限的意思):

lim(f(x)±g(x))=limf(x)±limg(x)\lim(f(x) \pm g(x))= \lim f(x) \pm \lim g(x)

lim(f(x)g(x))=limf(x)limg(x)\lim(f(x)·g(x)) = \lim f(x) · \lim g(x)

lim(f(x)g(x))=limf(x)limg(x)(B0)\lim({f(x) \over g(x)}) = {\lim f(x) \over \lim g(x)} (B \neq 0)

==注:==

1)存在±不存在=不存在;存在 \pm 不存在 = 不存在;

2)不存在±不存在=不一定.不存在 \pm 不存在 = 不一定.

3)存在×÷不存在=不一定;存在 \times \div 不存在 =不一定;

4)不存在×÷不存在=不一定.不存在 \times \div 不存在 = 不一定.

方法4 利用洛必达法则求极限

洛必达法则

若 1)\lim_\limits{x \to x_0}{f(x)} = \lim_\limits{x \to x_0}{g(x)} = 0 (\infty);

2)f(x)g(x)x0的某去心领域内可导,且g(x)0;f(x)和 g(x)在x_0的某去心领域内可导,且g'(x) \neq 0;

3)\lim_\limits{x \to x_0}{f'(x) \over g'(x)}存在(或 \infty);

则\lim_\limits{x \to x_0}{f(x) \over g(x)} = \lim_\limits{x \to x_0}{f'(x) \over g'(x)}.

==注:==lnx求导仍然是1xln|x|求导仍然是{1 \over x}

==注:==

1)适用类型          00;;0;;1;0;00~~~~~~~~~~{0 \over 0};{\infty \over \infty};0·\infty;\infty-\infty; 1^{\infty}; \infty ^0 ; 0^0

2)解题思路          00{0{1000~~~~~~~~~~ {0\over 0} ·{\infty \over \infty} \Larr {\begin{cases}0·\infty {\Larr \begin{cases} 1^{\infty} \\ {\infty}^0 \\ 0^0 \end{cases}} \\ \infty - \infty \end{cases}}

方法5 利用泰勒公式求极限

定义(泰勒公式)设f(x)x=x0n阶可导,则定义(泰勒公式)设f(x)在x=x_0处n阶可导,则

f(x)=f(x0)+f(x0)(xx0)++f(x)(x0)n!(xx0)n+o(xx0)nf(x)=f(x_0)+f'(x_0)(x-x_0)+···+{f^{(x)}(x_0) \over n!}(x-x_0)^n+o(x-x_0)^n

几个常用的泰勒公式

(1)ex=1+x+x22!++xnn!+o(xn)(1) e^x=1+x+{x^2 \over 2!}+···+{x^n \over n!}+ o(x^n)

(2)sinx=xx33!++(1)n1x2n1(2n1)!+o(x2n)(2)sinx =x-{x^3 \over 3!}+···+(-1)^{n-1}{x^{2n-1} \over (2n-1)!} + o(x^{2n})

(3)cosx=1x22!++(1)nx2n(2n)!+o(x2n)(3) cosx= 1-{x^2 \over 2!}+···+(-1)^n{x^{2n} \over (2n)!}+ o(x^{2n})

(4)ln(1+x)=xx22++(1)n1xnn+o(xn)(4) ln(1+x)=x-{x^2 \over 2}+···+(-1)^{n-1}{x^n \over n}+o(x^n)

(5)(1+x)α=1+αx+α(α1)2!x2++α(α1)(αn+1)n!xn+o(xn)(5) (1+x)^{\alpha}=1+\alpha x + {\alpha (\alpha -1) \over 2!}x^2+··· + {\alpha (\alpha -1)···(\alpha -n +1) \over n!}x^n+o(x^n)

方法6 利用夹逼原理求极限

方法7 利用单调有界准则求极限

方法8 利用定积分定义求极限