黃紹東
【摘 要】本文介紹了未定式的概念,并在極限運(yùn)算法則的基礎(chǔ)上,通過對未定式的極限計(jì)算方法進(jìn)行介紹,總結(jié)出未定式極限計(jì)算的幾種方法及技巧。
【關(guān)鍵詞】未定式 ? ?極限計(jì)算 ? ?方法
一、引言
極限是高等數(shù)學(xué)中最重要的內(nèi)容之一,是研究高等數(shù)學(xué)的有力工具。高等數(shù)學(xué)中一些非常重要的概念如函數(shù)的連續(xù)性、導(dǎo)數(shù)的概念、定積分的概念等都是用極限來定義的。極限貫穿于高等數(shù)學(xué)的始終,掌握極限概念與極限運(yùn)算是學(xué)好高等數(shù)學(xué)的前提條件,求極限成為高等數(shù)學(xué)中的基本運(yùn)算,其中,未定式極限又是極限中的一個(gè)難點(diǎn)。洛必達(dá)法則是求未定式極限的一種有效方法,它主要是通過求極限號下分式的分子、分母的導(dǎo)數(shù)達(dá)到消去未定因素的目的。但也有一些未定式極限僅用洛必達(dá)法則是解不出來的,可利用初等解法,即通過恒等變形或變量替換轉(zhuǎn)化為非不定式的極限來計(jì)算;或者利用無窮小代換法則、洛必達(dá)法則積分法、變量代換、函數(shù)轉(zhuǎn)換(取對數(shù)、因式分解)中值定理等來計(jì)算。為此,本文針對這一問題對未定式的極限計(jì)算方法與技巧進(jìn)行歸納總結(jié)。
二、未定式的概念
我們知道,兩個(gè)無窮小量之比的極限或者兩個(gè)無窮大量之比的極限,有的存在,有的不存在,即使存在,不同的極限值也不相等。因此,我們將這類極限稱為未定式,并分別記兩個(gè)無窮小量之比的極限和兩個(gè)無窮大量之比的極限為“”型和“”型。
對于“”型和“”型的極限,由于不能運(yùn)用“商
的極限等于極限的商”這一法則,洛必達(dá)法則就是求這種未定式的重要且有效的方法,這個(gè)方法的理論基礎(chǔ)是柯西中值定理。
除了“”型和“”型這兩類未定式之外,常見的
未定式還有“”“”“”“”“”等形式的極限。本文重點(diǎn)按未定式的類型來對極限計(jì)算的常用幾種方法與技巧進(jìn)行探討。
三、“”型未定式的求解方法
1.通過因式分解和根式有理化,消去“”因子,再用極限運(yùn)算法則或連續(xù)函數(shù)極限的求法求解。
所謂根式有理化,是指極限式中含有(或)的題型,在求極限之前先用它們的共軛根式(或)分別乘以分子、分母,使其“”因子呈現(xiàn)出來的一種運(yùn)算。
2.利用等價(jià)無窮小的運(yùn)算性質(zhì)。
設(shè)~,~
則.
注意:乘、除可用等價(jià)無窮小替換,加減運(yùn)算最好不用等價(jià)無窮小代換,因?yàn)檎莆詹缓谩岸取币壮鲥e(cuò)。
3.洛必達(dá)法則(這是求解型極限最有效的方法)。
4.變量替換(數(shù)學(xué)運(yùn)算的原則是一步比一步簡單,若用洛必達(dá)法則后,式子反而比原來的復(fù)雜,說明用法則達(dá)不
到求解目的。此時(shí)應(yīng)想到變量替換法,通常是令
為自然數(shù))。
四、“”型未定式的求解方法
1.洛必達(dá)法則。
2.變量替換法化為型。
3.型型或型再用法則或“抓大頭”方法
處理,求解方法有三種:
(1)通分;(2)根式有理化;(3)變量替換
4.,在用法則或者“抓大頭”方
法求解。
5.。
現(xiàn)以
注:型的極限有兩種求法:(1)用對數(shù)恒等
式化為再化為(2)利用公式
一般講,冪指函數(shù)的底呈或異化成這種形式的,(其中u(x)0),用后者簡單。
五、結(jié)束語
總之,數(shù)學(xué)問題千變?nèi)f化,解題方法靈活多樣。學(xué)生要能把一些基礎(chǔ)知識轉(zhuǎn)化為技能,不但可以發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,還可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)技能技巧。求極限的方法很多,不只限于以上介紹的方法,但基礎(chǔ)知識更為重要。學(xué)習(xí)極限這一部分,要提高學(xué)生的運(yùn)算能力,還要經(jīng)常做一些相關(guān)的綜合練習(xí),力求題型的多樣化,開拓學(xué)生的視野,進(jìn)而加強(qiáng)學(xué)生對這一部分知識的理解與掌握,更好地培養(yǎng)他們的運(yùn)算能力、觀察分析能力。關(guān)于不定式極限的計(jì)算,只要靈活地運(yùn)用各種方法與技巧,就能有效地解決不定式極限的計(jì)算問題。
【參考文獻(xiàn)】
[1]杜明銀.高等數(shù)學(xué)[M].天津:南開大學(xué)出版社,2012.
[2]陳文燈,黃先開.考研數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)指南(第2版)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2012.
[3]同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)(上冊)[M].北京:高等教育出版社, 2001:172-179.
[4]邱雨生,白秀琴.高等數(shù)學(xué)(上冊)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社, 2007:106-109.
[5]程自場,李海清.高等數(shù)學(xué)[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社, 2012:95-98.