摘 要 兩個無窮小(大)之比的極限可能存在,也可能不存在。如果極限存在,其極限值也不盡相同。因此,通常把這種極限叫做未定式。而洛必達法則,就是以導數(shù)為工具,研究未定式的極限的一種方法。
關(guān)鍵詞 型未定式 洛必達法則
中圖分類號:O171 文獻標識碼:A
在高等數(shù)學中,極限的計算是非常重要的,求解方法多樣。其中洛必達法則是求未定式極限的一種重要方法。一般未定式基本類型有型。在使用洛必達法則時,一定要注意使用的前提條件。本文結(jié)合學生在使用洛必達法則時較多出現(xiàn)的錯誤,做出分析,并給出正確的解法。這對我們學習洛必達法則是非常有幫助的。
預備知識:
定理1.(型洛必達法則)
設(shè)(1)時,函數(shù)及都趨于零;(2)在點a的某去心鄰域內(nèi),及都存在且;(3)存在(或為無窮大)則。
注意:(1)此兩個定理中將全部換成(或)也成立;
(2)此兩個定理中將全部換成(或;或)也成立;
(3)型洛必達法則類似。
在使用洛必達法則,應(yīng)該注意以下幾點:
(1)使用洛必達法則時必須檢驗是否是未定式。若不是未定式,就不能使用洛必達法則。
(2)當不存在(無窮人除外)時,不能使用洛必達法則。
(3)檢查函數(shù)式中是否存在非零極限的乘積因子,如果有先將其分離出來。
(4)只要符合定理1中的所有條件,洛必達法則可多次使用。
(5)其它形如型也可通過代數(shù)運算或?qū)?shù)運算把其化成未定式,再用洛必達法則來計算。
下面從4個例題出發(fā),先給出學生的常見錯誤解法,并對其錯誤進行分析,最后給出了正確的解法。
例1:求極限:
錯解:
分析:所求極限屬于型未定式,可以使用洛必達法則。此題解法中第一個等號是錯誤的,學生把洛必達法則公式與商的求導法則混淆了。,而是。
正解:
例2:求極限:
錯解:
分析:所求極限屬于型未定式,但大家注意此題求的是數(shù)列極限,不是函數(shù)極限。對于數(shù)列極限,不能直接使用洛必達法則。因為n為自然數(shù),數(shù)列的定義域是離散點集,數(shù)列不存在導數(shù)。因此,此題的解法錯誤。我們可以將數(shù)列極限轉(zhuǎn)化為函數(shù)極限,再使用洛必達法則。我們知道,如果函數(shù)的極限存在,那么數(shù)列的極限也存在且等于函數(shù)的極限。
正解:
例3:求極限:
錯解:
分析:所求極限屬于型未定式,可以使用洛必達法則。但此題解法中第一個等號不成立。因為不存在(除無窮大以外),不滿足洛必達法則的第(3)個條件,所以不能使用洛必達法則。此題正確解法是:可利用等價無窮小替換,以及無窮小的性質(zhì)(無窮小與有界函數(shù)的乘積是無窮?。﹣碛嬎?。
正解:
例4:求極限:
錯解: 不存在
分析:所求極限并不是未定式,其中分子極限不存在,分母極限是無窮大。不是未定式時,不能使用洛必達法則。因此此題解法中第一個等號不成立。此題正確解法是:可利用無窮小的性質(zhì)(無窮小與有界函數(shù)的乘積是無窮?。﹣碛嬎恪?/p>
正解:
時,是無窮??;而是有界函數(shù)。
利用無窮小的性質(zhì),無窮小與有界函數(shù)的乘積是無窮小。
通過以上4個易錯例題的分析,學生在使用洛必達法則過程中需要對其使用的條件,結(jié)論全面的了解和掌握。通過多做相關(guān)習題,進一步加深理解。
作者簡介:高燕,(1973- ).女,碩士研究生,講師,研究方向:基礎(chǔ)數(shù)學。
參考文獻
[1] 同濟大學數(shù)學系.高等數(shù)學[M].北京:高等教育出版社,2007:132-137.