高數技巧 | 七種未定型極限的計算

桃子老师 2024-05-17 06:00 7次浏览 0 条评论 taohigo.com

第一步,識別類型

第二步,分類求解

分支一:frac{0}{0}型與frac{∞}{∞}型

解題思路:若分子分母即可導,則可用洛必達,計算過程中可使用等價無窮小化簡計算。

分支二:0·∞型

解題思路:通常恒等變形為frac{0}{frac{1}{∞}}frac{∞}{frac{1}{0}},再洛必達進行計算。

分支三:∞-∞型

解題思路:有分母時,通分計算;沒有分母時,構造分母,再通分計算。

分支四:∞^{0}、0^{0}與1^{∞}型

解題思路:lim u ^ { v }改e ^ { ln v ln u }

特殊的,對於1^{∞}型,有

lim u ^ { v } = e ^ { lim v ln u } = e ^ {l i m v ln ( 1 + u – 1 ) } = e ^ {li m v ( u – 1 ) }

洛必達法則

定義

使用條件

  • 未定式為frac{0}{0}frac{∞}{∞}
  • 分子分母皆可導
  • 積分結果存在或無窮大

【註】

若函數n階可導,則最多可用n-1次洛必達

lim _ { x rightarrow a } frac { f ( x ) } { F ( x ) } = lim _ { x rightarrow a } frac { f ^ { prime } ( x ) } { F ^ { prime } ( x ) },右邊存在,左邊必存在;左邊存在,右邊不一定存在。

常見的化簡思路

①提出不為0的因式

②等價無窮小替換,x→0時

x sim sin x sim tan x sim arcsin x sim operatorname { a r c t a n } x sim ln ( 1 + x ) sim e ^ { x } mbox{ – } 1

1 – cos ^ { a } x sim frac { a } { 2 } x ^ { 2 }1 – cos x sim frac { x ^ { 2 } } { 2 }

( 1 + x ) ^ { a } ~1 mbox{ – } a x

a ^ { x } mbox{ – } 1 sim x ln a

sqrt { 1 + x } – 1 sim frac { 1 } { 2 } x ^ { 2 }

③有根式時,考慮根式有理化

④泰勒公式

展開原則

  • frac{A}{B}型,上下同階原則

『分母(分子)是x的k次冪,則把分子(分母)展開到x的k次冪』

  • A-B型,冪次最低原則

『將A、B分別展開到他們的系數不相等的x的最低次冪為止』

必備的泰勒公式

⑤中值定理

積分中值定理:統一分子分母的形式

拉格朗日中值定理:f(a)mbox{ – }f(b)型,特別的

ln frac { a } { b } = ln a – ln bf ( a ) = f ( a ) mbox{ – } 0

⑥重要公式